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急性胰腺炎诊断、严重程度预测与预后评估的影像技术、评分系统和人工智能综述

期刊:World Journal of GastroenterologyDOI:10.3748/wjg.v29.i37.5268

解读《World Journal of Gastroenterology》已发表的综述论文:

文章信息
这篇综述论文题为《Acute Pancreatitis: A Review of Diagnosis, Severity Prediction and Prognosis Assessment from Imaging Technology, Scoring System and Artificial Intelligence》,发表于2023年10月7日的《World Journal of Gastroenterology》(Volume 29, Issue 37, Pages 5268-5291),文章主要作者包括Jian-Xiong Hu、Cheng-Fei Zhao、Shu-Ling Wang、Xiao-Yan Tu、Wei-Bin Huang、Jun-Nian Chen、Ying Xie和Cun-Rong Chen,这些作者分别来自中国福建省的几所科研与医疗机构,例如Putian University和Fujian Medical University Union Hospital。这是一篇经过单盲外部同行评审的综述文章,具有较高的学术水准。


文献背景与研究领域

急性胰腺炎(Acute Pancreatitis, 简称AP)是一种潜在威胁生命的胰腺炎症性疾病,全球发病率大约为每10万人13至45例。北美和西太平洋地区发病率较高且有上升趋势。在临床上,AP的管理主要基于疾病严重程度,其特点包括腹部剧痛、恶心呕吐、发热及可能出现的多器官功能衰竭等。为了优化对AP的诊断、严重程度预测及预后评价,本综述深入探讨了三种核心技术及策略:影像技术(Imaging Technology)、评分系统(Scoring Systems)以及人工智能(Artificial Intelligence, AI)。


主要论点与详细阐释

1. 影像技术在急性胰腺炎中的应用
影像技术在AP的初步诊断、严重病例的识别及并发症预测中起着核心作用。本综述详细讨论了以下影像方法:

  • 计算机断层扫描(CT)
    CT被视为AP影像评估的“金标准”,能清晰地显示胰腺及其周围组织,用于快速诊断炎症程度、胰腺坏死区域以及局部并发症(如假性囊肿)的形成。对比增强CT(CECT)更是关键技术,尤其是在严重病例的早期评估中效果显著。然而,CT的局限包括辐射暴露及对某些患者(如肾功能不全者)的禁忌。

  • 磁共振成像(MRI)
    MRI在软组织分辨率方面优于CT,无需辐射,因此适合需要多次随访的患者。MRI尤其在识别早期胰外坏死(extrapancreatic necrosis)及胰腺导管异常方面优于CT。此外,特定MRI序列(如T2加权或弥散加权序列)能更精准地评估液体积聚或坏死组织的细节。

  • 超声波(US)及其变式
    超声作为经济高效的工具,常用于早期发现胆道疾病(如胆石症),EUS(内镜超声)更擅长于识别隐匿性胆总管结石。但由于肠道气体的干扰,对胰腺远端异常的检测能力有限。对比增强超声(CEUS)相较于传统超声能更好地检测胰腺实质性病变及坏死。

  • 胸部CT
    通过评估胸腔积液及肺实变,胸部CT在早期预测严重并发症(如急性呼吸窘迫综合征)方面有独特价值。

局限性与改进路径
尽管影像技术在AP诊断领域做出了显著贡献,但文献指出早期影像检查可能导致经济浪费与医疗资源的过度使用。因此,合理选择影像时间节点和优化诊断技术(如发展基于AI的影像解读技术)是未来研究需要解决的重要问题。


2. 急性胰腺炎评分系统的发展与应用
评分系统是针对AP严重程度和结局语言化、模块化的量化工具。几十年来开发了多种分类及预测工具,包括:

  • 经典评分系统

    • Ranson评分:较为准确,但需要48小时完成评分,早期干预时间窗可能错过。
    • Glasgow评分:类似于Ranson评分,但需要复合实验室指标。
    • APACHE II(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II):综合评估急/慢性疾病特征,但忽视胰腺局部损伤。
  • 影像评分系统

    • CT Severity Index (CTSI)和Modified CTSI(MCTSI):用于评估炎症范围、坏死程度及局部并发症,与住院时间和死亡率显著相关。
  • 快速评估系统

    • BISAP(Bedside Index for Severity in Acute Pancreatitis):基于血尿氮、年龄、全身炎症反应综合征(SIRS)、胸腔积液及意识水平确定,能在24小时内快速预测死亡风险。
    • Harmless Acute Pancreatitis Score (HAPS):通过简单生理指标快速预测轻症或非严重AP。

多评分系统比较与适用性分析
研究显示,各评分系统在敏感性、特异性及准确率上表现不尽相同,这取决于临床应用情境。例如,APACHE II和MCTSI在预测短期死亡率上更显优势,而BISAP因其简易性更适合基层医疗机构使用。某些研究建议将多种评分系统结合以提高预测精度。


3. 人工智能在急性胰腺炎管理中的潜力
AI技术通过对海量临床与影像数据的分析展示了改善现有诊断及预测方法的潜力。具体应用包括:

  • 提高传统评分系统的精准度,如通过AI算法优化Ranson及CTSI评分。
  • 开发基于影像数据的早期严重度预测模型,如Easy-APP。
  • 利用机器学习技术探索多因素间的复杂相关性,实现个性化预测与治疗。

AI模型目前面临的挑战主要包括需要更多的验证性研究及标准化过程,同时还需要与传统评分系统及成像技术更好地结合。


本文价值与意义

作为一篇高水平的综述文章,该文从临床、技术及研究三方面系统总结了急性胰腺炎管理领域的最新进展与难点。影像学技术、评分系统及AI的结合应用已展现了显著的潜力,特别是在严重病例的早期预测及个性化管理方面。此外,论文针对各评分系统的优缺点及适用场景的详细比较,提供了医疗机构可供参考的实用性建议;对未来研究方向(如多模态影像与AI结合)提出了可行性高的思路。

结论

急性胰腺炎的诊断及管理需要影像学、评分系统及人工智能等多技术的协作,未来的研究应注重技术整合的实际应用场景与临床经济效益优化。本研究所讨论的技术方法及其成果将为急性胰腺炎患者带来更精准的诊疗策略和更好的预后。

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