出国看病资讯研究调查有关结肠镜检查准确性的假设

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如果你超过45岁，很可能你的医生已经告诉你要接受结直肠癌筛查。虽然现在这似乎是一个例行公事的建议，但大量的科学分析涉及细节。20世纪90年代中期首次发布的定期更新的指南概述了人们应接受疾病检查的年龄范围，应考虑的频率和检查次数。——出国看病

计算机建模有助于为这些筛查政策以及癌症检测和护理的许多其他方面提供信息。美国能源部（DOE）阿贡国家实验室最近发表的一项使用高性能计算资源的研究调查了常见结直肠癌筛查方法的建模假设：结肠镜检查。这一发现最终可用于提高建模准确性和未来关于筛查方案的决策。——出国看病

"尽管我们发现我们可能夸大了结肠镜检查的敏感性，但它似乎仍然非常有效地发现许多癌症的前体，"兰德公司的Carolyn Rutter说。——出国看病

有效的筛查方案的风险很高：结直肠癌是仅次于肺癌的第二大癌症死亡原因。尽管近几十年来总体病例和死亡人数有所下降-部分原因是检测的增加-但50岁以下人群的结直肠癌发病率正在上升。去年，发布指南的独立小组美国预防服务工作组将结直肠筛查的起始年龄从50岁修改为45岁。——出国看病

意外结果

在结肠镜检查期间，医生使用相机观察大肠内部的癌症和腺瘤，这些病变有可能成为癌症。这项新研究是兰德公司（RAND Corporation）、Kaiser Permanente和Argonne的科学家合作进行的，得出的结论是，结肠镜检查可能检测到的小腺瘤比目前认为的要少。幸运的是，这些小腺瘤很少会癌变。——出国看病

研究人员最初计划研究结直肠癌发病率和自然史模拟人群模型（CRC-SPIN）预测腺瘤发生的程度。使用该模型，他们开始验证1990年代初的一项试验，该试验检查了麦麸补充剂是否防止了基线结肠镜检查中发现患有一种或多种肿瘤的人的腺瘤复发。（该研究的结论是：补充剂没有效果。——出国看病

使用计算机模型复制现实生活中的实验有助于改进模型。但该团队遇到了一个障碍：CRC-SPIN模型是一种使用十多年的成熟工具，但未能与麦麸纤维试验的结果相匹配。该模型发现，在腺瘤风险相对较高的人群中，腺瘤太少。——出国看病

"那么问题来了，为什么我们的模型是错误的？它正在为所有这些其他事情工作，"兰德公司高级统计学家，该研究的主要作者Carolyn Rutter说。Rutter的同事Pedro Nascimento de Lima是兰德公司的助理政策研究员，也是Argonne的访问研究生，他建议使用Argonne实验室计算资源中心（LCRC）的高性能计算能力进行调查。——出国看病

质疑假设

当研究人员使用像CRC-SPIN这样的模型时，他们从一组假设开始。为了弄清楚为什么模型未能验证麦麸纤维研究，Rutter及其同事必须弄清楚哪一组假设会产生正确的数据 - 有点像从答案开始解决数学问题。LCRC的Bebop集群，一个强大的计算处理器系统，使这一努力成为可能。通过同时有效地运行大量模型，Bebop允许对广泛的假设集进行调查。——出国看病

"在Argonne的工作使我们能够从一组假设到数千个假设，"Nascimento de Lima说。"如果没有计算能力，你甚至无法尝试对模型中哪些假设有效进行系统分析，而对于我们收到的新数据，哪些假设不起作用。——出国看病

当研究小组降低假设的敏感性值时，该模型更好地匹配了现实世界的研究，该值描述了在结肠镜检查期间在不同大小类别中识别腺瘤的机会。当灵敏度被认为非常高时，该模型模拟了在研究开始时发现和去除过多的腺瘤，特别是当涉及到最小的腺瘤时。这使得它太少而无法生长并在研究的后期被发现，从而在模型结果和麦麸纤维试验之间产生了不匹配。——出国看病

研究表明，建模研究一直假设结肠镜检查比实际情况更准确 - 正如该研究的名称所说，"好得令人难以置信"。但结果并不能否定结肠镜检查作为癌症检测和预防工具的价值。

"尽管我们发现我们可能夸大了结肠镜检查的敏感性，但它似乎仍然非常有效地发现许多癌症的前体，"鲁特说。——出国看病

研究结果假设CRC-SPIN模型是正确的，但该团队将继续分析该模型以获取其他可能的解释。例如，可能是倾向于发展腺瘤的人也倾向于具有生长更快的腺瘤。在这种情况下，即使是高度敏感的结肠镜检查也会在早期错过它们，而模型并没有考虑到这一点。——出国看病

"扩展模型以检查局限性比检查结肠镜检查敏感性要困难得多，"研究人员在论文中写道，"但最终必须成为模型评估的一部分。——出国看病

更好的模型，更稳健的策略

Argonne计算科学家Jonathan Ozik是该论文的合著者，他与Rutter和Nascimento de Lima合作，在LCRC的Bebop上使用CRC-SPIN模型进行了实验，但他更大的目标是使这种研究更容易。——出国看病

"我们真的喜欢与人合作，但我们的最终目标是帮助人们自己做这种类型的工作，"Ozik说，"这样他们就可以决定他们想要运行哪些实验，他们想要运行哪些高性能计算资源，然后推进科学。——出国看病

考虑到这一目标，Ozik和来自Argonne的一个合作者团队开发了一个名为Extreme-scale Model Exploration with Swift（EMEWS）的框架。除了为结肠镜检查研究提供实验外，EMEWS还帮助研究人员支持芝加哥和伊利诺伊州的COVID-19决策，并模拟精确的癌症治疗方案。该框架还使Nascimento de Lima，Rutter和合作者能够评估在COVID-19大流行之后加州的78种不同的重新开放策略。——出国看病

"我们正试图创建一个计算密集型研究的生态系统，现在可以完成，但并不总是被研究人员认为是明显的下一步，"Ozik说。——出国看病

Rutter和团队将继续探索CRC-SPIN模型，以寻找潜在的改进和对50岁以下人群腺瘤生长等的新见解。他们的发现最终可能会告知美国预防服务工作组，当它提出未来关于结直肠筛查的建议时。——出国看病

"疾病建模变得很重要，因为有太多的数据，"Rutter说。"这项研究是综合所有这些信息并使用它来呈现不同卫生政策方法的结果的更大运动的一部分。——出国看病