Skip to main content
Erschienen in: Gastric Cancer 6/2020

07.05.2020 | Original Article

Endoscopic three-categorical diagnosis of Helicobacter pylori infection using linked color imaging and deep learning: a single-center prospective study (with video)

verfasst von: Hirotaka Nakashima, Hiroshi Kawahira, Hiroshi Kawachi, Nobuhiro Sakaki

Erschienen in: Gastric Cancer | Ausgabe 6/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Helicobacter pylori (H. pylori) eradication is required to reduce incidence related to gastric cancer. Recently, it was found that even after the successful eradication of H. pylori, an increased, i.e., moderate, risk of gastric cancer persists in patients with advanced mucosal atrophy and/or intestinal metaplasia. This study aimed to develop a computer-aided diagnosis (CAD) system to classify the status of H. pylori infection of patients into three categories: uninfected (with no history of H. pylori infection), currently infected, and post-eradication.

Methods

The CAD system was based on linked color imaging (LCI) combined with deep learning (DL). First, a validation dataset was formed for the CAD systems by recording endoscopic movies of 120 subjects. Next, a training dataset of 395 subjects was prepared to enable DL. All endoscopic examinations were recorded using both LCI and white-light imaging (WLI). These endoscopic data were used to develop two different CAD systems, one for LCI (LCI-CAD) and one for WLI (WLI-CAD) images.

Results

The diagnostic accuracy of the LCI-CAD system was 84.2% for uninfected, 82.5% for currently infected, and 79.2% for post-eradication status. Comparisons revealed superior accuracy of diagnoses based on LCI-CAD data relative based on WLI-CAD for uninfected, currently infected, and post-eradication cases. Furthermore, the LCI-CAD system demonstrated comparable diagnostic accuracy to that of experienced endoscopists with the validation data set of LCI.

Conclusions

The results of this study suggest the feasibility of an innovative gastric cancer screening program to determine cancer risk in individual subjects based on LCI-CAD.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
3.
Zurück zum Zitat Pimentel-Nunes P, Libânio D, Marcos-Pinto R, et al. Management of epithelial precancerous conditions and lesions in the stomach (MAPS II): European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE), European Helicobacter and Microbiota Study Group (EHMSG), European Society of Pathology (ESP), and Sociedade Portuguesa de Endoscopia Digestiva (SPED) guideline update 2019. Endoscopy. 2019;51:365–88. https://doi.org/10.1055/a-0859-1883.CrossRefPubMed Pimentel-Nunes P, Libânio D, Marcos-Pinto R, et al. Management of epithelial precancerous conditions and lesions in the stomach (MAPS II): European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE), European Helicobacter and Microbiota Study Group (EHMSG), European Society of Pathology (ESP), and Sociedade Portuguesa de Endoscopia Digestiva (SPED) guideline update 2019. Endoscopy. 2019;51:365–88. https://​doi.​org/​10.​1055/​a-0859-1883.CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Sugano K. Effect of Helicobacter pylori eradication on the incidence of gastric cancer: a systematic review and meta-analysis. Gastric Cancer. 2019;22:435–45.CrossRef Sugano K. Effect of Helicobacter pylori eradication on the incidence of gastric cancer: a systematic review and meta-analysis. Gastric Cancer. 2019;22:435–45.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Watanabe K, Nagata N, Shimbo T, et al. Accuracy of endoscopic diagnosis of Helicobacter pylori infection according to level of endoscopic experience and the effect of training. BMC Gastroenterol. 2013;13:128.CrossRef Watanabe K, Nagata N, Shimbo T, et al. Accuracy of endoscopic diagnosis of Helicobacter pylori infection according to level of endoscopic experience and the effect of training. BMC Gastroenterol. 2013;13:128.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Kobayashi M, Sato Y, Terai S. Endoscopic surveillance of gastric cancers after Helicobacter pylori eradication. World J Gastroenterol. 2015;21:10553–62.CrossRef Kobayashi M, Sato Y, Terai S. Endoscopic surveillance of gastric cancers after Helicobacter pylori eradication. World J Gastroenterol. 2015;21:10553–62.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Rokkas T, Rokka A, Portincasa P. A systematic review and meta-analysis of the role of Helicobacter pylori eradication in preventing gastric cancer. Ann Gastroenterol. 2017;30:414–23.PubMedPubMedCentral Rokkas T, Rokka A, Portincasa P. A systematic review and meta-analysis of the role of Helicobacter pylori eradication in preventing gastric cancer. Ann Gastroenterol. 2017;30:414–23.PubMedPubMedCentral
16.
Zurück zum Zitat Nakashima H, Itoh T, Kawahira H, et al. Computer-aided endoscopic diagnosis of Helicobacter pylori infection. J Gastroenterol Hepatol. 2016;31:274. Nakashima H, Itoh T, Kawahira H, et al. Computer-aided endoscopic diagnosis of Helicobacter pylori infection. J Gastroenterol Hepatol. 2016;31:274.
18.
Zurück zum Zitat Nakashima H, Kawahira H, Kawachi H et al. Artificial intelligence diagnosis of Helicobacter pylori infection using blue laser imaging-bright and linked color imaging: a single-center prospective study. Ann Gastroenterol. 2018;31: 462–468. https://doi.org/10.20524/aog.2018.0269 Nakashima H, Kawahira H, Kawachi H et al. Artificial intelligence diagnosis of Helicobacter pylori infection using blue laser imaging-bright and linked color imaging: a single-center prospective study. Ann Gastroenterol. 2018;31: 462–468. https://​doi.​org/​10.​20524/​aog.​2018.​0269
22.
Zurück zum Zitat Kotachi T, Ito M, Yoshihara M, et al. Serological evaluation of gastric cancer risk based on pepsinogen and Helicobacter pylori antibody: relationship to endoscopic findings. Digestion. 2017;95:314–8.CrossRef Kotachi T, Ito M, Yoshihara M, et al. Serological evaluation of gastric cancer risk based on pepsinogen and Helicobacter pylori antibody: relationship to endoscopic findings. Digestion. 2017;95:314–8.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Nakashima H, Kawahira H, Kawachi H, et al. Artificial intelligence diagnosis of Helicobacter pylori infection using linked color imaging. UEG J. 2017;8:A215. Nakashima H, Kawahira H, Kawachi H, et al. Artificial intelligence diagnosis of Helicobacter pylori infection using linked color imaging. UEG J. 2017;8:A215.
26.
Zurück zum Zitat Kimura K, Takemoto T. An endoscopic recognition of the atrophic border and its significance in chronic gastritis. Endoscopy. 1969;1:87–97.CrossRef Kimura K, Takemoto T. An endoscopic recognition of the atrophic border and its significance in chronic gastritis. Endoscopy. 1969;1:87–97.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Shichijo S, Nomura S, Aoyama K, et al. Application of convolutional neural networks in the diagnosis of Helicobacter pylori infection based on endoscopic images. EBioMedicine. 2017;25:106–11.CrossRef Shichijo S, Nomura S, Aoyama K, et al. Application of convolutional neural networks in the diagnosis of Helicobacter pylori infection based on endoscopic images. EBioMedicine. 2017;25:106–11.CrossRef
Metadaten
Titel
Endoscopic three-categorical diagnosis of Helicobacter pylori infection using linked color imaging and deep learning: a single-center prospective study (with video)
verfasst von
Hirotaka Nakashima
Hiroshi Kawahira
Hiroshi Kawachi
Nobuhiro Sakaki
Publikationsdatum
07.05.2020
Verlag
Springer Singapore
Erschienen in
Gastric Cancer / Ausgabe 6/2020
Print ISSN: 1436-3291
Elektronische ISSN: 1436-3305
DOI
https://doi.org/10.1007/s10120-020-01077-1

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2020

Gastric Cancer 6/2020 Zur Ausgabe

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

CME: 2 Punkte

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

CME: 2 Punkte

Dr. med. Benjamin Meyknecht, PD Dr. med. Oliver Pieske Das Webinar S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“ beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

CME: 2 Punkte

Dr. med. Mihailo Andric
Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.