武汉大学人民医院消化内科主任于红刚教授（右）使用“内镜精灵”（图片左侧白色设备），为患者进行内镜检查。 （通讯员 池霞 摄）
湖北日报全媒记者 胡蔓 熊星星 龙华 “内镜精灵”，一个生气勃勃的名字，频频出现在国内外顶级展会上。
2023年11月，中国上海，第六届中国国际进口博览会；日本神户，第31届日本消化疾病周；德国杜塞尔多夫，第55届德国国际医疗器械及设备展览会……
这个神秘的“精灵”，靠什么引人注目？12月20日，湖北日报全媒记者来到武汉大学人民医院，见证了它的神奇。
一台外形简洁的“机器人”，像一个尽职尽责的助手，全程陪伴医师完成内镜检查。小巧的手柄握在医生手里，左旋右转，能把影像放大40倍的探头深入患者胃部，即便细如发丝的病灶也能被敏锐捕捉。
“遗漏部位：胃体上部小弯侧。请注意！”当医生为患者进行检查时，它会自动识别盲区，避免漏查、漏诊。碰上疑似高风险的病灶，标记框会秒变红色，发出预警。
萌发：痛心的漏诊
“能不能发明一款设备，尽早揪出消化道癌变？”6年前，这个念头一直萦绕在于红刚心间。
作为武汉大学人民医院消化内科主任，几组数据曾让于红刚刻骨铭心：2016年，我国胃癌、结直肠癌、食管癌新发病例105.7万例，占全部恶性肿瘤发病的26.01%；由胃癌、结直肠癌、食管癌导致的死亡病例67.8万例，占全部恶性肿瘤死亡的28.09%。临床统计表明，消化道肿瘤5年生存率有一个明显的分界点：早期发现、及时治疗的生存率超90%、治愈率高达95%，而中晚期患者的生存率则低于25%。显然，早发现、早治疗是战胜消化道肿瘤的良方。
临床的痛点，就是医学攻关的着力点。30年医学临床实践，于红刚早已将“健康所系、性命相托”的毕业誓言融进血脉。从诊疗角度看，当时国内外都以内镜检查作为检出消化道早癌的手段，但该领域的发展状况不容乐观。一方面，有些内镜的检查质量不过关，可能导致漏诊，而检测消化道肿瘤的关键工具——白光内镜，对早期肿瘤的敏感性和特异性并不高。另一方面，由于内镜医师检查水平参差不齐、高水平内镜医师相对稀缺等原因，中国部分地区和世界很多地区早期肿瘤的诊断率偏低。研究显示，有20%至40%的胃早癌患者被漏诊，结肠腺瘤（一种常见的癌前病变）被漏诊的概率也高达22%。
曾经，一位胃癌患者的眼神，让于红刚久久难以平静。因为错失了早期发现、及时治疗的机会，这位患者的生命进入倒计时，那种绝望和无助，深深刺痛了于红刚。
“要是有一个智能系统，能在我们做内镜时，及时提醒哪些部位还没检查到就好了。”一次巡诊，于红刚听到一位来自基层的内镜医师的感叹。
说者无意，听者有心。恰在此时，一则新闻如平地惊雷，迅即传遍世界：2016年3月15日，人工智能机器人AlphaGo击败人类职业围棋世界冠军。
利用人工智能，去触及“眼力”“手力”所不及之处，降低消化内镜操作过程中的盲区率，提升早癌诊断能力——一个全新的思路，犹如一道电光，闪进于红刚脑海。
组队：在医工间建立链接
然而，人工智能在哪里，它又怎么实现与医学的融合？
做事风风火火、天生喜欢动脑筋的于红刚，在有了这个念头之后，一刻都不愿耽误，立马托朋友寻找人工智能领域的研发团队。
“当时只有一个念头，把医学和人工智能高位融合，用智能型工具弥补医师技能的不足。”在于红刚看来，这是一场与病魔的赛跑，“早一天应用，可能意味着成千上万的生命被挽救。”但现实给于红刚泼了瓢冷水，大多数人觉得他的想法过于天马行空，甚至有朋友直言：“这是异想天开！”
2017年9月，于红刚找来科室的年轻医生万新月，和盘托出自己的计划。“你赶紧打听一下，找个懂人工智能技术的团队。”于红刚的要求简单而急切。万新月心里却犯起了嘀咕：“利用人工智能是一个好想法，但真的要做，不知有多难！于教授的想法是不是太超前了？”
碍于于红刚的托付，万新月不得不“硬着头皮”找寻合作者。他通过高中同学，找到了武汉大学资源与环境科学学院图像处理团队的胡珊博士。“胡博士，你一定要帮帮我。我的老师天马行空，非要跨界研究人工智能消化内镜，每天逼着让我找合作者，你帮我应付下……”见面之后，万新月一通“抱怨”。但他万万没有想到，胡珊却对这个项目很有兴趣，不仅没有拒绝，反而急切地要和于红刚会面。
就这样，于红刚、胡珊和万新月，一个“草台班子”搭起来了。
怎么做呢？于红刚和医生团队讨论后，提出两个初步目标：一是要实现人工智能对胃肠道内重点、关键部位无一遗漏的采集、筛查，帮助医生发现早癌病灶，减少漏诊；二是人工智能负责监测操作医生在肠镜检查“退镜”时，是否达到国际规范的观察时间（通常为≥6分钟）。
暗夜：遍布坎坷的创新之路
原创性研发，是暗夜中的摸索前行。
人工智能怎么和临床结合？一开始，团队工程师想做个软件装到电脑里，可第一次试验就把医生打检查报告的电脑卡死了。此路不通，他们迅速改弦易辙，独立研发设备。
胃部盲区识别，人工智能模型起初按22个解剖部位设计，于红刚连连摆手。他强调，一定要严格参照国际标准，以达到质控的目的。团队重新检索国内外指南，最终确定26个部位的共识标准，其中包括胃腔的22个细分部位，再加上食管、贲门、十二指肠球部、十二指肠降部，这样就能实现上消化道全覆盖。
“医工融合，临床主导。”从一开始，于红刚就坚守这个原则。
智慧的火花源于碰撞。研发刚起步时，于红刚经常忙完白天的临床治疗、门诊工作后，连夜召集医学生们探讨研发思路；而胡珊和工程师们则在实验室内分秒必争连轴转。那时，刚刚接触到人工智能的于红刚非常兴奋，经常晚上睡不着觉，脑子里不断琢磨有哪些临床痛点，有什么新的思路。偶有灵感，立即和队友们线上讨论。
两周一次组会、2至3个月确保临床试验开展、3至6个月拿出针对试验的研究论文初稿……团队保持着极其紧凑的研发推进节奏。
要让“内镜精灵”在诊断病情方面做到精准高效，必须掌握人体消化道的详细情况。无数次头脑风暴后，团队决定与武汉大学测绘学院合作，绘制出人体消化道的“地形图”，并依照消化内镜检查的诊疗规范，标示出必查的“坐标点”，这样系统便“有迹可循”。
机器识别病变，需要让AI更像人，必须给机器灌输海量的消化道照片，反复训练它。但这些海量的图片从何而来？
“周一到周五下午6时，医院内镜检查中心下班后，我们就开始导出数据。每天，海量的图片堆叠在眼前，一张张筛选，看得头晕目眩。我们必须找到角度、清晰度以及典型特征都符合‘AI训练要求’的图片，这意味着，在十张里可能只能挑出一张。”团队成员、于红刚的学生吴练练、姚理文、董泽华等，每每说起那段经历，无不感慨万千。
在研发攻坚阶段，却遭遇新冠疫情。为了加快进程，负责图片筛选的团队成员只好蹲守医院，夜晚累了，就在办公室和衣而眠。
苦熬：无数次说服自己坚持下来
成功并非源于辛劳的简单堆砌。上百回挑灯夜战、数万次试验演算、一摞摞尺厚的推理手稿……而光亮依然遥不可及。
在攻坚白光识别早癌功能的过程中，团队试图将人工智能训练出具备“诊断”早癌的能力。几个月下来，发现还在原地打转。
放弃的念头不是没有。“总感觉下一次就能成功，但一次次试验演算下来却宣告失败，我和胡珊经常为某个问题争执不下，不欢而散。当时真的想干脆放弃。”于红刚坦言，“但回到临床，一触碰到那些晚癌患者痛楚的眼神，又决心做下去。”
于红刚忘不了，海边那一片翻滚的浪花，曾怎样激起他思维的火花。那一年，于红刚去海南开会，推开宾馆的窗户，看着眼前的大海，牵肠挂肚的仍是那个不舍的“精灵”。蓦然间，他脑海里闪出一个念头：内镜医生的高明体现在发现可疑病灶——只要AI能帮助医生做出“怀疑”的判断，不就是实现了目标吗？
纠结顿时化解，他欣喜若狂地打通胡珊和团队成员的电话，“纠正”思路。那一刻，大家豁然开朗。
实验室里，人工智能内镜的功能越来越丰富。但它究竟“灵不灵”，还要到临床中去检验。
2019年元旦后的一个夜晚，武大人民医院内镜检查室一片肃静。“嘟、嘟、嘟……”“内镜精灵”运转，声响清晰而让人揪着心。
第一次临床试验，因识别灵敏度不高，结果并不理想。第二次、第三次也“未达到预期”。一时间，批评、质疑声接踵而来。面对一阵阵“凉水”，团队没有退缩，他们迅速调整“作战计划”，把提高灵敏度作为攻关方向。
实验室里，电脑屏幕前的灯火彻夜不息，上百次“验证—推翻—再验证”，只为一个细小的进步；没日没夜守着临床试用的医生和患者，观察记录试用反应、数据，探寻有规律的路径。胡珊带领工程师团队不断调整模型的训练方法和学习路径，输入多来源、高质量数据，“内镜精灵”逐渐展现出AI独有的优势，胃早癌的识别准确度达到90.2%。
灵敏度解决了，就在大家以为大功即将告成时，一波又起。临床医生反映：息肉识别“假阳性率”偏高。
容不得半点含糊，新的攻关随即展开。
来自各方的“给力”也让团队平添“坚持下去”的力量。省卫健委和武汉大学人民医院对这个初创的团队雪中送炭，拨付资金添置急需设备，缓解了研发中的燃眉之急。产品研发受困于算力不足时，省科技厅支持200万元重大专项资金，团队得以购买高性能的计算机，“假阳性率”偏高问题很快被攻克。
团队基本解决早期消化道肿瘤漏检问题后，于红刚又提出“如何规范化”的问题。他进一步考虑的是，不管谁来操作内镜都可以按照标准执行，这样就不会受制于“医生水平高低”——意味着患者即使在偏远的山乡，一样可以拿到精准的检查结果。
又是一番思维碰撞，团队提出数结肠带、用刻度量等方案，但可操作性都不强，一时陷入僵局。3个月后的一天，胡珊看见墙上的白板上有几张纸，风一吹，像翻书一样动起来。他猛地拍了下额头：“可以通过监测和算法把这个过程评估出来，内镜镜头退快了，就相当于翻书翻快了，画面就会模糊，可以通过画面清晰度来判断退镜快慢！”一分钟都不耽搁，当晚，团队迅速做好测速模型，进行大量数据和临床试验调整、参数设置。整整70多天，模型总算定型，达到国际规范的观察时间。
伴随着“内镜精灵”的逐步成型，一家以研发内镜诊疗人工智能产品为目标的高科技企业——武汉楚精灵医疗科技有限公司在汉诞生。
推广：人机大战中崭露头角
经过400多次产品优化升级，“内镜精灵”作为全新的医学研究成果于2021年9月在国际顶级期刊《柳叶刀-胃肠病学》杂志发表，引起国际同行高度关注。英国帝国理工大学Ahmad OF教授发表专题述评，评价该成果“为AI助力胃瘤变早期检出提供了业内急需的、高质量的证据，是上消化道肿瘤AI研究里程碑”。
与此同时，“内镜精灵”这个颇有些炫酷的名字还频频出现在《Lancet Digital Health》《Gut》《Endoscopy》等世界顶级医学期刊上，其累计影响因子在消化内镜AI领域排名世界第一，并引领了消化内镜行业研究方向。在2021年6月17日召开的第十八届北京国际消化疾病论坛上，该成果获得国内外消化疾病领域380余位学术专家的高度关注和赞誉。
于红刚和胡珊深谙，那些论文与荣誉代表的仅仅是业界的评价，研究成果不能躺在实验室，要应用于临床，造福于患者。
怎么推广到临床中去呢？团队成员刘斌博士认为，必须寻找合适的契机，让“内镜精灵”走入业内人士视野。“AlphaGo”战胜人类职业围棋世界冠军的故事又让他们“灵光乍现”。很快，团队成员达成一致意见：让“内镜精灵”和医生同台竞技，真实、客观地展示水平。
“人工智能与医生比赛，谁技高一筹？”用这句话，团队成功牵引了业界目光。2022年7月29日，由武汉大学人民医院主办，全国30余位消化内镜医生与“内镜精灵”展开了一场“人机对决”，结果令人欣喜，“内镜精灵”以84.67的最高分崭露头角。
“内镜精灵”是全球首创的、基于深度学习技术的人工智能消化内镜下质量控制和辅助诊断系统，它自动识别监测胃镜检查盲区的平均准确率为95.3%。此外，它还可提升肠镜检查质量，提高肠息肉和肠腺瘤检出率。于红刚说，这相当于一个极高水平的专家站在旁边，实时辅助医师，提示可疑病灶，减少漏诊、误诊，有效破解内镜检查质量参差不齐、高水平内镜医师稀缺等难题。
照亮：“中国方案”破解医学难题
不断融合创新，“内镜精灵”日臻完美。截至目前，它已申请179项发明专利，100项已获授权；获批6项二类医疗器械注册证，1项三类创新医疗器械注册证，4项欧洲CE认证；其斩获的“创新医疗器械三类注册证”，是我省首个人工智能辅助诊断三类证，也是我省第二个获批的创新医疗器械三类证。
2022年6月25日，是于红刚终生难忘的日子。这项名为“消化道肿瘤人工智能内镜筛查诊断系统关键技术及其应用”的成果，获得2021年湖北省技术发明奖一等奖，这是对团队秉持“努力在科技自主自强上取得更大进展”信念的最有力褒奖。
在于红刚的内心，还有另一个“放不下的地方”。在许多偏远地区，消化道的早癌筛查还比较落后。不少患者在基层医院未能诊断出早期癌症，贻误了病情，再次就诊时，已出现肿瘤转移。
而现在，在湖南省宁乡市夏铎铺镇卫生院、河南省南阳市淅川县第二人民医院、河北省邢台市临西县人民医院等基层医院，“内镜精灵”已开始大展拳脚。当地患者不用辗转省城大医院，也不必苦等“专家号”，就可获得客观精准的内镜检查报告。
宜昌市67岁的金先生就是这一成果的受益人。去年2月，他到该市第一人民医院做胃镜检查。当查到胃窦处，“内镜精灵”显示红框，并提示“高风险、请仔细观察”。医生根据提示取样活检，并施行消化道内镜黏膜下剥离手术，病理结果显示“（胃窦）黏膜内高分化腺癌”。经过3个月的治疗，今年5月，金先生再到该院取样复查，其结论为“轻度慢性萎缩性胃炎”。
早癌的发现和及时手术，让金先生幸运地躲过了“死神之约”。而给金先生做手术的宜昌市第一人民医院消化内科主任艾耀伟更为兴奋：“能用中国人自己发明的医疗设备挽救病人的生命，我感到特别自豪！”
为了让更多基层医院掌握“内镜精灵”应用技术，自2020年6月以来，团队线上线下同步开办9期“内镜精灵”学习班，累计培养内镜医师332人。截至2023年10月，“内镜精灵”已在北京、上海、广东、湖北、湖南、河南等省市的600余家医院应用，协助医师发现24816例消化道早癌及癌前病变。
这个具有“全球创新”特质的发明，也先后在美国长岛、意大利米兰、埃及开罗、韩国首尔等地的国际会议上开展学术讲座或手术演示。“内镜精灵”目前已进入新加坡、意大利等国临床试用，向世界医学贡献“中国方案”。
把临床痛点作为主攻方向，在研发过程中同步孵化高科技企业，把研发成果变成实实在在的高科技产品，再推广应用于临床——“内镜精灵”团队圆满完成了一项全链条的原始创新。
他们的论文，写在了无数患者重获健康的福音中，写在了健康中国的战略宏图里。
报道链接：
湖北日报-头版头条：从临床中来 到临床中去——武汉大学人民医院于红刚团队的全链创新之路
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