人工智能内镜在胃肠镜教学中的应用

郭佳念 谢婷婷 贾 琳 杨 辉

（广州医科大学附属第二医院，广东 广州 510126）

消化内镜是用于消化系统疾病诊断及治疗的一项重要的技术，消化内镜对消化系统相关疾病的诊治具有积极意义。 我国的癌症发病率及死亡率逐年增高，在发病率前五位里，胃癌及结直肠癌占了两席。近年来，消化道肿瘤的早诊早治是消化道疾病诊疗的热点。随着对发现消化道早期肿瘤的迫切性，与之对应的消化内镜诊疗设备也迅猛发展，其相关诊治技术也日益更新、突飞猛进。在消化内镜中最常用及最基础的是胃镜及结肠镜，消化内科医生应当具备胃肠镜操作的技能。此外，内镜医生除了要会熟练操作内镜之外，也必须提高对早期病灶的识别能力、对图像的辨别能力。但内镜操作属于侵入性操作，具备风险高、操作难、学习曲线长的特点，因此对内镜培训正规化、标准化的要求也越来越高。如何在更短的时间内，更高效地培养高素质、高水平的内镜技术人才是各大内镜中心一直关注的课题[1]。

近年来， 以人工智能为技术基础的内镜技术开始应用于消化内镜的诊疗，并引起国内外的强烈关注。人工智能（Artificial intelligence，AI）是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能，是在计算机科学、控制论、信息论、决定论、神经心理学、哲学、语言学等多学科研究基础上发展起来的一门交叉学科[2]。人工智能在消化领域的应用，主要表现为提高内镜检查的效率和质量、协助对常见胃肠道疾病的诊断和预后判断以及对消化系统肿瘤的预测和早期消化道肿瘤的识别判断等。人工智能内镜是一款消化内镜人工智能质控辅助诊断系统，其可有效实现胃肠道影像中的盲区监测，实时辅助提示可疑病灶，提高内镜检查质量，提升胃肠道癌症病变的检出率，是同时具有上、下消化道培训、质控和辅助诊断功能于一体的全功能的人工智能内镜设备。我院内镜中心自2019年年底开始使用人工智能内镜，并将其运用在对学生胃肠镜操作的培训中， 获得了良好效果，现将教学经验及方法总结如下。

1 对学生讲解人工智能内镜在胃肠镜中的使用方法

（1）人工智能内镜在胃镜的检查过程中可以实时监测内镜到达的部位，其在胃内有26 个监测点，内镜对监测点进行观察后会获得分值， 总分100 分，100分为“超神”级别，90 分以上为“优秀”级别，80 分以上为“良好”级别，80 分以下无法评级。操作医生需要完整观察所有监测点后才能获得内镜操作评分及分级。同时，对于病灶的观察方面，人工智能内镜可以提示病灶为“高风险”“低风险”病灶或“高度怀疑癌”病灶，操作医生根据人工智能内镜提示对病灶进行活组织检查或进行相应治疗。

（2）人工智能内镜在肠镜检查过程中可以识别到达回盲部的时间，同时显示退镜的时间，在退镜过程中实时监测退镜的速度和内镜视野丢失的情况，同时可以对可疑病灶进行提示。

2 指导学生在胃肠镜检查过程中应用人工智能内镜

学生在胃肠镜检查中同时使用人工智能内镜，实时了解内镜检查的质量及可疑病灶的性质，并对操作进行细化调整。在胃镜检查过程中，根据实时的内镜评分， 学生能了解操作的遗漏部位并及时补全观察，对可疑病灶的提示能让学生对病灶更加着重观察，进行必要的染色、放大及活检。在肠镜检查过程中，让学生使用人工智能内镜了解退镜的时间长以及退镜的速度，从而让退镜时间保持在6 分钟以上，同时匀速螺旋式退镜，保持内镜视野的清晰和完整，对可疑病灶的提示让学生学会发现肠道的微小病灶，提高肠镜的腺瘤检出率。

3 学习后期采用盲法教学

在学习后期，让学生操作时熟记操作要点，先不观看人工智能内镜显示的信息，到操作临近结束时再要求学生对照人工智能内镜显示的监测结果，了解操作中未检查的部位、遗漏的可疑病灶、肠镜退镜的时长是否足够及视野丢失的比率。 通过这种培训方法，指导学生操作的规范性及对病灶的识别能力，利用评分及提示信息及时调整操作细节并不断改进。

通过应用人工智能内镜结合普通内镜进行教学以后发现， 学生对胃肠镜操作的规范性明显提高，对胃肠镜下微小病变的发现能力及识别能力较前增强，学生借助人工智能内镜的提示逐渐养成了细致规范的内镜操作技术，同时锻炼了临床的诊断能力。

随着对消化道早期肿瘤的“早诊早治”工作的不断进展，内镜技术的不断发展，消化内镜的教学也面临着越来越高的要求。伴随着国家卫健委宣布将正式在内镜诊疗领域实施技术准入制度，内镜培训随之开始步入了规范化管理的阶段，而规范化的管理需要规范化、标准化的教学手段[3]。学习消化内镜不再单纯地掌握控镜技巧，而是在学习如何操控内镜的同时掌握对病灶，特别是早期癌症病灶的识别能力。消化内镜操作有许多区别于其他操作的自身特点，如内镜操作学习曲线相对较长，要求学生要有较强的操作能力和抽象思维能力，同时内镜操作本身是一项侵入性的医疗活动，有一定的操作风险，所以要求学生要有较强的分辨能力和较快的反应能力[4]。现有的大部分内镜教学模式是以病例为基础，以教师为中心，由教师带教学生，学生先看老师操作，给出诊断及治疗方案，了解内镜操作后进阶可在老师的指导下进行操作。但是，受带教老师操作及教学水平的影响及学生学习能力的限制，学生的教学效果会有参差，如何评价及检验学生的内镜教学效果目前仍没有一个统一的标准。另外， 传统的消化内镜医师培训只注重基础操作技能， 需要学生在有限的时间内掌握内镜操作的方法，然而学生在掌握了内镜操作的方法之后离能做出临床诊断的要求还有相当的差距，大部分学生在掌握胃肠镜操作的初期主要犯的错误是对胃镜检查部位的遗漏、对可疑高风险病灶识别能力较弱、肠镜退镜时间过快、对肠道小病灶的遗漏及较低的息肉检出率。

人工智能内镜是以现有的消化内镜设备和数据系统为平台，结合人工智能技术，构建内镜图像样本数据集，开发训练可以辨认内镜下解剖学部位的深度学习模型， 在不干扰原有内镜设备正常工作的前提下，研发的一款新型人工智能无盲区消化道早癌筛查诊断仪器，实时监测内镜下的画面。在医生做检查的同时，主动提示并辅助诊断病灶，监测医生操作质量，避免内镜下漏诊误诊。 其优点主要体现在两方面，消化内镜人工智能的快速发展有望解决这两大痛点，主要体现在两方面:一是提高效率；二是提高早癌诊断率。提高效率，通过部位监测和速度监测，确保检查的全面，培养医生全面的检查，形成习惯；病灶的检出高度依赖内镜医师水平，由于认知和技术因素，医师对早期胃癌的特性识别差异很大。在认知领域，早期胃癌难以识别， 因为黏膜通常仅表现出细微的变化，这就要求内镜医师必须接受良好的培训并掌握全面的知识。人工智能技术的辅助可以有效降低对人的依赖性，缩小内镜医师检查水平，尽可能实现早发现、早诊断、早治疗，降低医疗成本。人工智能内镜一项新兴的内镜诊疗技术， 其普及推广到各家医院中尚需要时间，所以在教学中，在教学前期让学生通过人工智能内镜的协助及提示来掌握操作的要点及熟知病灶的特殊，在学生熟悉了以后再独立操作，操作后再根据人工智能内镜的提示改进操作中的不足，到最后形成操作习惯及诊断思路。

因此在新时代，如何把内镜教学与前沿内镜技术相结合，更好地使其前沿技术服务于内镜技能培训是在内镜教学培训中应不断思考的问题。笔者在内镜培训教学中， 使用人工智能内镜融入内镜教学培训中，让学生更好地了解标准化内镜操作的要点，提高了学生内镜操作的规范化程度，同时提高了学生对病灶的识别能力。