智能图像识别技术解决国产共聚焦医用内窥镜难题

AI辅助影像发展，在消费升级大势下，人工智能成为传统医疗行业变革的动力，为人们提供快速边界精准智能化产业。日前，在首届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛的“AI 辅助影像的发展”主题环节，海南大学生物医学工程学院院长、海南大学三亚研究院院长刘谦介绍了国产共聚焦医用内窥镜的进展情况，以下是刘谦院长的分享实录（部分）。

我今天想给大家介绍一下国产共聚焦医用内窥镜，尤其是前期一些数据的获取。光学成像有高分辨，有时间分辨和空间分辨，其中一些先进的技术已经在生物学和临床当中非常广泛的应用了，尤其是光学纤维成像，已经成为生物医学研究重要工具。

从1665年开始，包括光学成像以及光学纤维成像已经有3个诺贝尔奖获得者，那为什么大家在临床医院里面很少见到光学纤维成像？因为它主要用于病理切片和检验科等患者看不到的地方。

光学纤维成像无法穿透我们的生物组织，这个还是一些问题，尤其跟X射线包括核磁共振相比。我们的显微成像是载物式的，这种情况下我们如何发展一个实时载体无损的高分辨成像方法，用于我们良恶性病灶早期鉴别？光学显微成像我们已经看很多了，我们这里有几个问题，一个做活检的时候可能漏检，还有一些风险，再一个就是存在一些门槛。我们把光学显微成像还有内窥成像结合起来，进入我们临床当中的应用是非常有意义的。内镜来看有很多检验技术，我们做早期的诊断，必须细胞层次做，细胞层次放大次数。

现在内镜分成两种，一个探头式的，一个穿刺式的，一个靶向活检能够减少80%。穿刺式不管我们的敏感度准确性诊断率都有相应的提高，我们消化内科呼吸内科一些科室60多台，这种情况下我们可以看国产医疗器械的发展。在十一五、十二五科技部做全国的医疗器械发展规划报告的时候，当时国产医疗器械占比非常高，十二五、十三五、十四五其他的国产化率提高了，内窥镜还是比较低。

我们如何把载物式的，又能够看得清、看得到，能够真正临床上面用起来，还需要解决一些问题。这个里面很多挑战，这个挑战就是我们下面给大家介绍的。第一，简单介绍一下共聚焦显微成像原理，利用一个小孔把不在成像平面的荧光去除掉，这样做一个深度成像还有高分辨的成像，我们使用光纤，成像取代小孔的功能，光纤内有先天的优势。

这里面实际上国内做光学的，很多实验室能够自己在实验室搭一个共聚焦显微镜，对于做胃肠道的来说，最重要的就是显微镜如何影响到体内。我们激光扫描聚焦技术，成像光纤束有几万个光纤，每个焦点聚焦在成像光纤束上面。

我们通过常规内镜活检通道进去的，这个活检通道2.8个毫米，在2.8个毫米情况下把3万个光纤成像光纤束放进去并且呈现，外经1个毫米对应着一万个成像光纤束。再就是耗材更换探头的时候，护士可以更换，我们做了全自动的，护士放上去卡紧自动全程聚焦。

最关键的就是成像光纤束，十三五之前，成像光纤束是购买日本的产品，十四五重点国家项目我们准备国产化，我们把这个成像光纤束解决掉，再一个质量评估。我们成像是一个视频录下来，成像光纤束这么多图片对于阅片人来讲会很烦，不想看到所有图像在里面，因此刚开始做质量评估，要进行分级，自动分级之后展现就是有价值的，这个是从用户出发考虑。

三万个光纤，光纤跟光纤之间有差异的，光纤呈现有差异，图像上面的均匀度也有问题，最关键的就是图像识别分类，现在最难的问题，因为是一个新场景新技术，很多科室基本上没有用过，我们就是发展这样的一个图像识别分类技术，可以自动分割然后进行特别的提取来告诉他我处于哪一个疾病，发生在哪个期，并且图像做一些定量分析，这个就是我们要关心的一些技术。

我们跟法国的公司做了同类产品诊断，结果一致率达到100%。我们作小动物还有大动物的试验，2019年拿到了医疗器械证，2021年做了第二代产品，在海南省重大研究项目，我们从胃镜到胰胆管。现在巡检做完了，正在做注册检验。

目前在临床应用上，共聚焦内窥镜生产厂家不多，我们是国内第一家。国内还有两家拿到了证，我们做的非常早，他们都是今年拿到证，我们从胃镜走到了胰胆管跟支气管，国内验证成果很多，这个临床应用有一定的基础。

我们得到了十三五重点研发计划的支持，我们已经在写十四五的任务书了，也比较荣幸，2020年来海南大学的时候，海南省给了重要得的支持，使得我们能够开展做胰胆管的研究。谢谢大家！