人工智能內(nèi)鏡在胃腸鏡教學(xué)中的應(yīng)用

郭佳念 謝婷婷 賈 琳 楊 輝

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，廣東 廣州 510126）

消化內(nèi)鏡是用于消化系統(tǒng)疾病診斷及治療的一項重要的技術(shù)，消化內(nèi)鏡對消化系統(tǒng)相關(guān)疾病的診治具有積極意義。 我國的癌癥發(fā)病率及死亡率逐年增高，在發(fā)病率前五位里，胃癌及結(jié)直腸癌占了兩席。近年來，消化道腫瘤的早診早治是消化道疾病診療的熱點。隨著對發(fā)現(xiàn)消化道早期腫瘤的迫切性，與之對應(yīng)的消化內(nèi)鏡診療設(shè)備也迅猛發(fā)展，其相關(guān)診治技術(shù)也日益更新、突飛猛進。在消化內(nèi)鏡中最常用及最基礎(chǔ)的是胃鏡及結(jié)腸鏡，消化內(nèi)科醫(yī)生應(yīng)當(dāng)具備胃腸鏡操作的技能。此外，內(nèi)鏡醫(yī)生除了要會熟練操作內(nèi)鏡之外，也必須提高對早期病灶的識別能力、對圖像的辨別能力。但內(nèi)鏡操作屬于侵入性操作，具備風(fēng)險高、操作難、學(xué)習(xí)曲線長的特點，因此對內(nèi)鏡培訓(xùn)正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求也越來越高。如何在更短的時間內(nèi)，更高效地培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平的內(nèi)鏡技術(shù)人才是各大內(nèi)鏡中心一直關(guān)注的課題[1]。

近年來， 以人工智能為技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)鏡技術(shù)開始應(yīng)用于消化內(nèi)鏡的診療，并引起國內(nèi)外的強烈關(guān)注。人工智能（Artificial intelligence，AI）是指由人工制造出來的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的智能，是在計算機科學(xué)、控制論、信息論、決定論、神經(jīng)心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等多學(xué)科研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科[2]。人工智能在消化領(lǐng)域的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為提高內(nèi)鏡檢查的效率和質(zhì)量、協(xié)助對常見胃腸道疾病的診斷和預(yù)后判斷以及對消化系統(tǒng)腫瘤的預(yù)測和早期消化道腫瘤的識別判斷等。人工智能內(nèi)鏡是一款消化內(nèi)鏡人工智能質(zhì)控輔助診斷系統(tǒng)，其可有效實現(xiàn)胃腸道影像中的盲區(qū)監(jiān)測，實時輔助提示可疑病灶，提高內(nèi)鏡檢查質(zhì)量，提升胃腸道癌癥病變的檢出率，是同時具有上、下消化道培訓(xùn)、質(zhì)控和輔助診斷功能于一體的全功能的人工智能內(nèi)鏡設(shè)備。我院內(nèi)鏡中心自2019年年底開始使用人工智能內(nèi)鏡，并將其運用在對學(xué)生胃腸鏡操作的培訓(xùn)中， 獲得了良好效果，現(xiàn)將教學(xué)經(jīng)驗及方法總結(jié)如下。

1 對學(xué)生講解人工智能內(nèi)鏡在胃腸鏡中的使用方法

（1）人工智能內(nèi)鏡在胃鏡的檢查過程中可以實時監(jiān)測內(nèi)鏡到達的部位，其在胃內(nèi)有26 個監(jiān)測點，內(nèi)鏡對監(jiān)測點進行觀察后會獲得分值， 總分100 分，100分為“超神”級別，90 分以上為“優(yōu)秀”級別，80 分以上為“良好”級別，80 分以下無法評級。操作醫(yī)生需要完整觀察所有監(jiān)測點后才能獲得內(nèi)鏡操作評分及分級。同時，對于病灶的觀察方面，人工智能內(nèi)鏡可以提示病灶為“高風(fēng)險”“低風(fēng)險”病灶或“高度懷疑癌”病灶，操作醫(yī)生根據(jù)人工智能內(nèi)鏡提示對病灶進行活組織檢查或進行相應(yīng)治療。

（2）人工智能內(nèi)鏡在腸鏡檢查過程中可以識別到達回盲部的時間，同時顯示退鏡的時間，在退鏡過程中實時監(jiān)測退鏡的速度和內(nèi)鏡視野丟失的情況，同時可以對可疑病灶進行提示。

2 指導(dǎo)學(xué)生在胃腸鏡檢查過程中應(yīng)用人工智能內(nèi)鏡

學(xué)生在胃腸鏡檢查中同時使用人工智能內(nèi)鏡，實時了解內(nèi)鏡檢查的質(zhì)量及可疑病灶的性質(zhì)，并對操作進行細化調(diào)整。在胃鏡檢查過程中，根據(jù)實時的內(nèi)鏡評分， 學(xué)生能了解操作的遺漏部位并及時補全觀察，對可疑病灶的提示能讓學(xué)生對病灶更加著重觀察，進行必要的染色、放大及活檢。在腸鏡檢查過程中，讓學(xué)生使用人工智能內(nèi)鏡了解退鏡的時間長以及退鏡的速度，從而讓退鏡時間保持在6 分鐘以上，同時勻速螺旋式退鏡，保持內(nèi)鏡視野的清晰和完整，對可疑病灶的提示讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)腸道的微小病灶，提高腸鏡的腺瘤檢出率。

3 學(xué)習(xí)后期采用盲法教學(xué)

在學(xué)習(xí)后期，讓學(xué)生操作時熟記操作要點，先不觀看人工智能內(nèi)鏡顯示的信息，到操作臨近結(jié)束時再要求學(xué)生對照人工智能內(nèi)鏡顯示的監(jiān)測結(jié)果，了解操作中未檢查的部位、遺漏的可疑病灶、腸鏡退鏡的時長是否足夠及視野丟失的比率。 通過這種培訓(xùn)方法，指導(dǎo)學(xué)生操作的規(guī)范性及對病灶的識別能力，利用評分及提示信息及時調(diào)整操作細節(jié)并不斷改進。

通過應(yīng)用人工智能內(nèi)鏡結(jié)合普通內(nèi)鏡進行教學(xué)以后發(fā)現(xiàn)， 學(xué)生對胃腸鏡操作的規(guī)范性明顯提高，對胃腸鏡下微小病變的發(fā)現(xiàn)能力及識別能力較前增強，學(xué)生借助人工智能內(nèi)鏡的提示逐漸養(yǎng)成了細致規(guī)范的內(nèi)鏡操作技術(shù)，同時鍛煉了臨床的診斷能力。

隨著對消化道早期腫瘤的“早診早治”工作的不斷進展，內(nèi)鏡技術(shù)的不斷發(fā)展，消化內(nèi)鏡的教學(xué)也面臨著越來越高的要求。伴隨著國家衛(wèi)健委宣布將正式在內(nèi)鏡診療領(lǐng)域?qū)嵤┘夹g(shù)準(zhǔn)入制度，內(nèi)鏡培訓(xùn)隨之開始步入了規(guī)范化管理的階段，而規(guī)范化的管理需要規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)手段[3]。學(xué)習(xí)消化內(nèi)鏡不再單純地掌握控鏡技巧，而是在學(xué)習(xí)如何操控內(nèi)鏡的同時掌握對病灶，特別是早期癌癥病灶的識別能力。消化內(nèi)鏡操作有許多區(qū)別于其他操作的自身特點，如內(nèi)鏡操作學(xué)習(xí)曲線相對較長，要求學(xué)生要有較強的操作能力和抽象思維能力，同時內(nèi)鏡操作本身是一項侵入性的醫(yī)療活動，有一定的操作風(fēng)險，所以要求學(xué)生要有較強的分辨能力和較快的反應(yīng)能力[4]?，F(xiàn)有的大部分內(nèi)鏡教學(xué)模式是以病例為基礎(chǔ)，以教師為中心，由教師帶教學(xué)生，學(xué)生先看老師操作，給出診斷及治療方案，了解內(nèi)鏡操作后進階可在老師的指導(dǎo)下進行操作。但是，受帶教老師操作及教學(xué)水平的影響及學(xué)生學(xué)習(xí)能力的限制，學(xué)生的教學(xué)效果會有參差，如何評價及檢驗學(xué)生的內(nèi)鏡教學(xué)效果目前仍沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。另外， 傳統(tǒng)的消化內(nèi)鏡醫(yī)師培訓(xùn)只注重基礎(chǔ)操作技能， 需要學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握內(nèi)鏡操作的方法，然而學(xué)生在掌握了內(nèi)鏡操作的方法之后離能做出臨床診斷的要求還有相當(dāng)?shù)牟罹?，大部分學(xué)生在掌握胃腸鏡操作的初期主要犯的錯誤是對胃鏡檢查部位的遺漏、對可疑高風(fēng)險病灶識別能力較弱、腸鏡退鏡時間過快、對腸道小病灶的遺漏及較低的息肉檢出率。

人工智能內(nèi)鏡是以現(xiàn)有的消化內(nèi)鏡設(shè)備和數(shù)據(jù)系統(tǒng)為平臺，結(jié)合人工智能技術(shù)，構(gòu)建內(nèi)鏡圖像樣本數(shù)據(jù)集，開發(fā)訓(xùn)練可以辨認內(nèi)鏡下解剖學(xué)部位的深度學(xué)習(xí)模型， 在不干擾原有內(nèi)鏡設(shè)備正常工作的前提下，研發(fā)的一款新型人工智能無盲區(qū)消化道早癌篩查診斷儀器，實時監(jiān)測內(nèi)鏡下的畫面。在醫(yī)生做檢查的同時，主動提示并輔助診斷病灶，監(jiān)測醫(yī)生操作質(zhì)量，避免內(nèi)鏡下漏診誤診。 其優(yōu)點主要體現(xiàn)在兩方面，消化內(nèi)鏡人工智能的快速發(fā)展有望解決這兩大痛點，主要體現(xiàn)在兩方面:一是提高效率；二是提高早癌診斷率。提高效率，通過部位監(jiān)測和速度監(jiān)測，確保檢查的全面，培養(yǎng)醫(yī)生全面的檢查，形成習(xí)慣；病灶的檢出高度依賴內(nèi)鏡醫(yī)師水平，由于認知和技術(shù)因素，醫(yī)師對早期胃癌的特性識別差異很大。在認知領(lǐng)域，早期胃癌難以識別， 因為黏膜通常僅表現(xiàn)出細微的變化，這就要求內(nèi)鏡醫(yī)師必須接受良好的培訓(xùn)并掌握全面的知識。人工智能技術(shù)的輔助可以有效降低對人的依賴性，縮小內(nèi)鏡醫(yī)師檢查水平，盡可能實現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，降低醫(yī)療成本。人工智能內(nèi)鏡一項新興的內(nèi)鏡診療技術(shù)， 其普及推廣到各家醫(yī)院中尚需要時間，所以在教學(xué)中，在教學(xué)前期讓學(xué)生通過人工智能內(nèi)鏡的協(xié)助及提示來掌握操作的要點及熟知病灶的特殊，在學(xué)生熟悉了以后再獨立操作，操作后再根據(jù)人工智能內(nèi)鏡的提示改進操作中的不足，到最后形成操作習(xí)慣及診斷思路。

因此在新時代，如何把內(nèi)鏡教學(xué)與前沿內(nèi)鏡技術(shù)相結(jié)合，更好地使其前沿技術(shù)服務(wù)于內(nèi)鏡技能培訓(xùn)是在內(nèi)鏡教學(xué)培訓(xùn)中應(yīng)不斷思考的問題。筆者在內(nèi)鏡培訓(xùn)教學(xué)中， 使用人工智能內(nèi)鏡融入內(nèi)鏡教學(xué)培訓(xùn)中，讓學(xué)生更好地了解標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)鏡操作的要點，提高了學(xué)生內(nèi)鏡操作的規(guī)范化程度，同時提高了學(xué)生對病灶的識別能力。