人工智能在消化内镜质量控制中应用的研究进展.pdf

综述CHINESE COMMUNITY DOCTORS中国社区医师2024年第40卷第9期中国社区医师2024年第40卷第9期消化道肿瘤发病率较高，高质量的内镜检查可以有效提高病变检出率。消化内镜是消化内科的重要诊疗辅助手段，传统医学影像需经过人为识别及判断，过程中难免受到人的因素影响，随着技术、设备的更迭发展，临床误诊、漏诊概率已大幅度降低，但这一问题仍然存在，消化内镜质量控制及质控效率逐渐受到关注。人工智能(AI)技术能够在加快医学影像处理速度的同时，稳定地辅助医生进行检查，为消化内镜质量控制提供了新的契机，能够帮助医生确认是否做到全覆盖、无盲区检查，达到辅助内镜检查操作并实时评价医生操作质量的目的，帮助内镜医生提高对早期病灶的识别能力及图像辨别能力1，为降低消化道肿瘤漏诊率及提高早期肿瘤检出率作出巨大贡献。AI技术在消化内镜质量控制中的应用和发展AI技术旨在使用智能机器(主要指计算机)模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器脑力劳动自动化。广义来说，AI技术是人造物的智能行为，其对海量数据进行学习提取，覆盖广泛的地区与人群，同时具有计算机的数据处理能力，目前已在医学多个领域取得成绩，于临床作为辅助诊断手段投入使用2。在消化系统领域，AI技术能够提高内镜图像的清晰度、病变检测的准确性及操作规范性，从而提高内镜诊断的准确度和可靠程度，对于提高消化科医疗质量、保障患者安全具有重要意义3-4。AI技术辅助消化内镜检查能够提高检查准确性和效率，经深度学习，AI技术能够运用图像识别技术辅助医生分析消化内镜图像并作出诊断。AI技术能够帮助医生识别早期消化道肿瘤、癌前病变、息肉等病变；通过分析内镜图像预测消化道肿瘤浸润深度，自动识别和定位病灶，降低医生的漏诊、误诊率；提供个体化治疗建议，选择最适合的治疗方法并预测治疗效果。此外，AI技术可以通过对内镜检查过程的实时监测和分析，评估内镜检查的质量，如检查时间、检查盲区、诊断符合率等。人工智能在消化内镜质量控制中应用的研究进展陈瑜518172深圳市龙岗区人民医院，广东 深圳doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2024.09.004摘要随着科学技术的不断发展，以大数据为支撑，兼具强大计算能力和学习能力的人工智能(AI)技术已深入到医学各个领域。作为AI医疗应用的热点领域，AI辅助消化内镜检查为消化道疾病的诊治提供了新的思路，在消化内镜的早期诊断、治疗及质量控制中应用效果显著，我国消化领域专家也围绕AI技术陆续开展了一系列研究工作。该文对AI技术在消化内镜质量控制方面的应用和发展进行了阐述和分析。关键词人工智能；消化内镜；质量控制中图分类号R197.32文献标识码AResearch Progress on Application of Artificial Intelligence in Quality Control of Digestive EndoscopyChen YuShenzhen Longgang District Peoples Hospital Shenzhen 518172,Guangdong Province,ChinaAbstractWith the continuous development of science and technology,artificial intelligence(AI)technology with strongcomputing and learning capabilities supported by big data has penetrated into various fields of medicine.As a hot field of AImedical applications,AI-assisted digestive endoscopy provides new ideas for the diagnosis and treatment of gastrointestinaldiseases,especially in the early diagnosis,treatment,and quality control of digestive endoscopy.Experts in the field of digestion inChina have also carried out a series of research work around AI technology.This article explores and analyzes the application anddevelopment of AI technology in the quality control of digestive endoscopy.Key wordsArtificial intelligence;Digestive endoscopy;Quality control8综述CHINESE COMMUNITY DOCTORS中国社区医师2024年第40卷第9期中国社区医师2024年第40卷第9期消化内镜及附件清洗消毒管理：随着现代医学技术的发展，内镜检查广泛应用于临床诊断。消化内镜检查指内镜通过自然腔道进入器官内部，对人体消化道的各个部位进行检查，应用消化内镜可直接观察消化腔内的各类病变，且能够取活组织进行病理检查。内镜清洗、消毒、保养过程中的质量控制对于防控内镜相关感染意义重大，需多部门联合管理，以达到良好的质控效果。然而，现有监测制度难以满足实际需求。金燕平等5研究显示，AI技术可提高整体质控效率，实现内镜清洗、消毒效果的实时监控。利用AI技术严格执行清洗消毒质量控制要点，能够减少人工影响因素，确保标准统一并保证较高的质量6。许真真等7应用AI技术严格执行清洗消毒质量控制，消毒器械错误事件减少，工作效率显著提高。消化内镜设备运行监测、预警：AI技术能够利用智能探测技术、网络通信技术和预警算法对消化内镜设备的振动、噪音和温度进行三位一体的实时监测和计算分析，了解设备运行状态并进行优化，发挥设备的最佳功能。林学静等8利用终端监测及数据分析实时对联网中的仪器进行性能跟踪，准确预测了设备故障情况，降低了器械故障带来的经济损失。消化内镜影像智能获取：消化内镜诊疗操作中，高质量的影像获取取决于合适的检查体位、设备参数和及时的图像捕捉。合适的体位不仅会使内镜检查过程顺畅，也能提高患者舒适度。AI技术能够通过自动体位识别，智能预测并处理人的身体姿态信息，提高对主体识别的精确度，捕捉并记录高分辨率的图像，对疾病诊治意义重大9-10。视觉辅助和智能重建：AI技术视觉辅助是内镜医生的“第三只眼”，操作过程中，AI技术以蓝框标记视野中的异常病灶，文字提示无癌变倾向的低风险病灶为“非肿瘤”，出现有癌变倾向的高风险病灶时，标记框变为红色，文字提示“肿瘤”，可帮助医生尽早识别消化道病变部位，预防漏诊11。智能重建技术则经深度学习实现对内镜下消化道的实时识别与定位，帮助医生进行病灶识别、风险评估和治疗决策；其还可减少检查过程中的盲区，提高检查质量，进一步提高早期消化道肿瘤及癌前病变的检出率。影像及报告智能评测：传统影像图像质量评测由影像诊断医师、影像科技师进行，效率较低，缺乏标准，容易存在一定主观偏差。AI技术能够在大数据支持下对图像质量进行客观分析，并对影响内镜质量的相关因素进行分析，高效阅读图片、灵敏识别异常图片，进而自动出具高质量方案，包括图像预处理、特征提取、分类与识别等，对图像质量测评、判读标准、质控标准的形成等具有积极意义。朱晓芸等12应用AI技术进行结肠镜退镜速度实时监控，有效测评了图像质量。大数据在线智能监管：智能监管以大数据、互联网、信息技术为基础，通过人工与智能的有机结合，使监管业务各功能的运转更加协调和通畅，使监管资源的分配更为合理，提高工作效率，保证公正、实时、精准。目前，多个城市设置了相关的消化内镜质量控制体系，以推进智慧监管、加强消化内镜质控信息化建设，用机器替代人工完成大量的统计分析、线索发现、风险预警等工作，显著提高了质控效果13。辅助肠道准备：高质量的肠道准备对于肠道癌前病变的检出具有重要意义，饮食准备、清肠药物服用都会影响肠道准备效果。传统的人工术前教育及随访可提高肠道准备质量，但耗费大量人力与时间成本。AI可构建肠道准备预测模型，选择最合适的模型指导临床工作，建立 AI技术肠道准备治疗评估系统，通过智能装备或应用程序提供的指令，及时、简单快捷、个性化指导特殊患者进行肠道准备。比起传统书面或口头指令，智能语音和短信提醒提高了患者肠道准备的质量，可能成为一种有效、方便的术前教育工具。规范检查时间：消化内镜检查时间因人、因设备、因疾病而异。配合良好的患者能够快速完成检查；肠镜操作难度较大，检查时间略长，为更准确地寻找或排除病变，避免漏诊或误诊，检查原则为快进慢出，建议观察15 min。AI可通过分析退镜速度与图片处理间隔间的关系，使用图片存档系统评估检查时间，能够监测医生退镜速度，保证医生平均检查时间的稳定性，在超速或画面不稳定时发出提示，最大程度减少不同内镜医生之间的技术差异，提高结肠镜检查的质量。李真等14应用AI技术在消化道早癌筛查的质量控制中实施了互联网时代消化内镜质量控制新模式，结果显示，医生的操作步骤得到简化，操作时间缩短，技术差异缩小。规避镜下盲区：黏膜可视化是提高消化道内镜检查质量的关键。实际操作中，消化道癌前病变检出率受到内镜医生操作水平的影响，加之个体生理结构差异性存在，使得消化内镜检查不可避免地存在盲区。AI可评估消化道黏膜暴露质量，辅助内镜检查可提高消化道部位识别质量，从而降低腺瘤漏诊率；统一9综述CHINESE COMMUNITY DOCTORS中国社区医师2024年第40卷第9期中国社区医师2024年第40卷第9期操作规范，更好地帮助医师得到更全面、细致的检查结果。张振华等15在体检中心胃镜检查上消化道恶性肿瘤中采用了AI技术，结果显示，漏诊率显著下降。提高早癌筛查率：提高消化道早癌的内镜检出率是镜下诊疗的关键，精准、规范的质量控制流程对于消化道早癌筛查具有重要意义。随着AI技术的发展，消化道早癌筛查的质量控制已步入智能化、信息化、自动化的新时代16。现阶段消化道肿瘤漏检的主要原因为黏膜观察不充分、息肉隐蔽难以识别17-18。白玉等19、吴金晶等20研究指出，AI技术通过大数据深度学习，构建具有部位识别系统功能的消化道早癌智能检测模型，能够辅助消化道息肉性质鉴别，提高筛查效果，成为内镜医生避免消化道病变漏检的实用助手。小结AI技术是一种通过模仿人类的智能行为，使用计算机技术实现机器思维或脑力劳动自动化的方法，涵盖了广泛的领域，如知觉、推理、学习、交流等。在医疗领域，AI技术帮助医生提高诊断效率和准确性，同时消化系统领域中的AI技术在消化内镜质量控制、内镜报告生成、消化道肿瘤预测、消化道早癌识别等方面也发挥了重要作用。此外，AI技术还用于内镜清洗消毒效果的实时监控，优化设备运行状态，减少器械故障等。未来，随着AI技术的不断发展，有望进一步提高图像识别率，实现动态图像捕捉，为医疗领域带来更多便利。参考文献1Jisu H,Bo-Yong P,Hyunjin P.Convolutional neural networkclassifier for distinguishing Barretts esophagus and neoplasiaendomicroscopy imagesJ.Annu Int Conf IEEE Eng Med BiolSoc,2017:2892-2895.2Jeroen DG,Fons VDS,Joost VDP,et al.The Argos project:Thedevelopment of a computer-aided detection system to improvedetection of Barretts neoplasia on white light endoscopyJ.United European Gastroenterology 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