“内镜精灵”开启胃肿瘤检测“第三只眼”

第四代“内镜向导”有四大核心功能，一是实时监测胃镜中的盲点，二是识别早期胃癌，三是实时监测结肠镜中的操作质量，四是识别癌前病变。此外，与超声内镜、放大内镜、内镜逆行胰胆管造影术等场景相关的应用模块也正在整合到现有产品中。

武汉大学人民医院(湖北省人民医院)消化内科主任余洪刚教授在《柳叶刀—胃肠病学和肝病学》发表的最新研究表明，人工智能(AI)辅助的内镜检测系统——“内镜精灵”在不增加检查时间的情况下，可将胃肿瘤漏诊风险降低近80%，最大限度减少不必要的活检。

消化道癌症的发病率占我国癌症总发病率的43.5%。仅2020年，我国消化道癌症年发病率就将达到136万，死亡人数将达到96万。胃癌是死亡的重要原因之一。根据世界卫生组织2020年发布的最新全球癌症负担数据报告，胃癌在全球死亡率中排名第四，在中国排名第三，近年来呈现年轻化趋势。

人工智能实时监测胃镜检查中的盲点

内镜检查是消化道肿瘤早期发现的必要手段，胃镜检查是临床筛查和诊断胃癌最有效的方法。自1805年引进消化内镜以来，行业发展迅速，全球消化内镜年诊疗量已超过1亿例。

然而，这一领域的发展仍然不容乐观。一方面，内镜检查设备性能不够好，常导致漏诊；另一方面，由于内镜医师检查水平参差不齐，高水平内镜医师稀缺，我国和世界部分地区早期胃癌诊断率仍较低。数据显示，20%-40%的早期胃癌患者被漏诊，结肠腺瘤的漏诊概率高达22%。

于洪刚认为，癌前病变、早期癌症、晚期癌症是消化道癌症演变的三部曲。如果能筛选出癌前病变和早期癌症阶段的病变并进行干预，患者的生存概率将大大提高。然而，——白光内镜作为检测胃癌的关键一线工具，对早期胃癌并不敏感和特异。

于洪刚介绍，“内镜精灵”用于辅助医生进行胃镜操作。当视野内出现异常病灶时，会在“内镜精灵”上标注蓝色方框，提示医生；如果是低危病变，没有癌变倾向，屏幕左侧会提示“非肿瘤”；如果是有癌变倾向的高危病变，标记框会变红，屏幕左侧会提示“肿瘤”。“内镜向导”屏幕可以额外提示胃镜检查中的盲点和异常病变，同时对胃镜操作质量进行时间和评分，确保医生高质量完成胃镜检查。

本研究是基于1812例无痛胃镜患者的前瞻性、单中心、随机对照、双臂平行系列胃镜检查试验。这是世界上第一个评价人工智能系统对提高胃镜下肿瘤筛查效果的随机对照试验。

百万图片助力“村姑”变“昭君”

2016年，AlphaGo击败世界围棋冠军的消息轰动一时。当时各国正以举国之力抢占人工智能技术的制高点，而为了实现这一目标，中国也在大力发展人工智能。

受此启发，于洪刚萌生了让AlphaGo学会消化内镜的想法，提出利用AI实时监控胃镜检查中盲点的大致方向，从而实现病灶的全方位、无死角、无遗漏的锁定，最大限度保证检查质量，保障患者生命安全。

全球范围内，消化内镜人工智能技术的研究大多处于少数疾病的理论研究阶段。不同于其他医学影像，消化端

消化内镜AI系统也面临着如何完善标准评价体系、如何规范内镜图像数据等技术难点。对于这些问题，国际上没有太多经验可以效仿，需要将“跟跑”思维转变为“引跑”思维，从实际临床需求出发分析应用中的问题，形成消化内镜人工智能技术的独立发展机制。

于洪刚与武汉大学资源与环境学院合作攻关，致力于集内窥镜质量控制和病变诊断于一体的人工智能医疗设备产品的研发。很快，“内窥镜精灵”的原型产品在实验室通过了环境测试。然而，由于该产品与传统内窥镜检查不兼容，首次临床试验后的结果并不令人满意。于洪刚和AI工程师团队反复测试迭代了近50个版本，最终研发出不干扰传统内窥镜设备运行的第一代独立AI系统“村姑”。

“村姑”肚子里的货很少，只有几千张图片，只能实现相对简单的功能，出错率也很高。之后，团队增加数据，优化功能，开发了癌症早期识别、息肉识别等新技术。四年后的今天，“内窥镜小精灵”经历了“村姑”“贵妃”“闫飞”“昭君”四代转场，“肚子”里有近百万份，大大降低了监控出错率。

第四代“内镜向导”有四大核心功能，一是实时监测胃镜中的盲点，二是识别早期胃癌，三是实时监测结肠镜中的操作质量，四是识别癌前病变。此外，与超声内镜、放大内镜、内镜逆行胰胆管造影术等场景相关的应用模块也正在整合到现有产品中。

开始大样本、多中心研究

于洪刚团队是世界上最早开发消化内镜人工智能的团队之一。该团队此前的部分研究成果发表在国际顶级医学期刊、《中华消化内镜》期刊等。且累计影响因子排名全球第一。申请发明专利30项，已获授权6项，获批二类医疗器械注册证3项，欧洲ce认证3项。2021年1月进入国家创新医疗器械审批绿色通道。它是国内外第一个内窥镜质量控制和病变诊断的集合

目前，课题组正在开展覆盖全国各地区的大样本、多中心研究，进一步评估该系统在提高胃肿瘤乃至早期癌症检出率方面的有效性和稳定性，探索和验证AI在消化道肿瘤早期诊断和治疗中的临床价值。

“在里面镜精灵”一路发展，一路成长，从最初由武汉大学人民医院一家医院使用，逐渐发展到全国28家三甲医院使用，再全面辐射到全国350多家不同级别医院，协助医师发现2794例消化道早期癌症患者及癌前病变患者，节省治疗费用约8.382亿元。在巴东县人民医院、黄梅县人民医院等12家县医院，“内镜精灵”已开始大展拳脚，目前“内镜精灵”已进入云南省剑川县医院开展健康宣教及扶贫试点工作，将其早癌检出率从0提高至63.64%，取得了显著成效。当地患者不用辗转省城大医院，也不必苦等“专家号”，就可获得最客观和权威的内镜检查。