全球首个人工智能早期食管癌影像筛查平台

1、案例名称

全球首个人工智能早期食管癌影像筛查平台

2、参评单位

中山大学肿瘤防治中心

3、案例简介

针对食管癌发病率高、早诊率低、诊疗关键技术不完善的系列问题，本平台依托人工智能大数据处理、深度学习能力以及快速精确的图像识别优势，进行基于人工智能早期食管癌内镜图像诊断识别系统的软件开发研究与应用，有效地帮助医疗机构和医生进行重大疾病患者的早期筛查和临床辅助诊断等任务，从而提高早期食管癌诊断的准确率及检出率，实现不同级别医院对食管癌的“同质化”诊断，提高食管癌患者的生存率和生活质量，减少社会医疗支出。

4、案例解决行业痛点

1.我国是食管癌的高发国家。早期食管癌起病隐匿，无特殊症状，约60%的食管癌患者初诊已是中晚期，治疗费用高且预后差。仅2%为早期食管癌，可行内镜微创治疗，预后好，生活质量高且费用低廉。内镜检查是发现早期食管癌的最有效手段，然而，早期食管癌的内镜征象包括粘膜颜色、粘膜增厚、血管结构以及粘膜形态的改变。其病灶多数表浅，表现多样化，易于与良性病变相混淆，肉眼识别困难，诊断的准确率及检出率十分依赖内镜医师的经验及能力水平。但由于我国医疗资源不足，医生资源稀缺，可诊断出重大疾病早期病变的专家稀有且不在基层，医生个人经验或诊断水平有差异，导致疾病筛查存在普及率以及早诊率低。目前我国食管癌的早诊率仅为1.43%。借助人工智能快速精确的图像识别优势，人工智能早期食管癌影像筛查平台可帮助避免检查结果受内镜设备、医师经验、能力水平的影响，提高早期食管癌诊断的准确率，实现不同级别医院对食管癌的“同质化”诊断，从而提高食管癌患者的生存率和生活质量，减少社会医疗支出。

2.近年来，无痛内镜的兴起，接受内镜体检的患者越来越多，医生每日看片量增多，耗时耗力。借助人工智能快速精确的图像识别优势，人工智能早期食管癌影像筛查平台可有效提高医生的看片效率，减轻诊断压力，并实现服务病人数量的大力提升。

5、案例应用范围

早期食管癌内镜图像诊断识别的临床应用

6、案例应用场景

1、三甲医院消化内科以及内镜诊疗中心；

2、基层医院普筛项目、重大疾病早期筛查等公共卫生项目；

3、基层医院消化内科以及内镜科。

7、案例核心优势

1.申报单位是全国规模最大、学术力量最雄厚的集医疗、教学、科研、预防于一体的肿瘤学医、教研基地之一。拥有功能全面、设施先进的现代化医疗科研大楼，是国家重点实验室、教育部重点实验室、国家药物临床试验机构、国家重点学科的依托单位，是中国抗癌协会食管癌专业委员会的主委单位，是华南地区治疗食管癌的最权威机构。率先在国内开展食管超声内镜、食管染色内镜、窄带内镜、高清放大内镜等应用于早期食管癌诊断的重要技术，同时开展了早期食管癌内镜下手术治疗。

2.案例负责人，主治医师，肿瘤学博士，就职于申报单位胸科。从事胸部肿瘤外科治疗的临床工作，熟练掌握胸外科、消化内镜以及呼吸内镜三大学科的多项操作技能。擅长以内镜外科技术为基础的早期食管癌、早期肺癌以及胸膜疾病（包括不明原因胸腔积液）的诊断及治疗，如：经内镜食管粘膜下剥离术 ESD、经内镜食管粘膜下隧道肿物切除术 STER 以及软式胸腔镜检查等。共参与发表论文 54 篇，SCI 文章 42 篇，IF 因子超过 100 分。

3.底层提供人工智能算法技术的公司在机器学习、计算机视觉、语音识别、自然语言处理等人工智能领域有深入地研究，尤其在图像视频的分析、人脸识别等图像识别领域成果突出。背后依托着囊括400多名相关领域顶级专家的人才团队以及强大的GPU硬件集群资源。算法实力卓著。

4.这是全球首个针对食管癌早筛的人工智能影像别平台。由于欧美国家少有食管癌鳞癌患者，中国在食管癌防治方面，必需更多的依靠自己的探索，而当前前我国食管癌的早期筛查正面临诸多瓶颈。本平台创新性地结合了人工智能和食管癌内镜诊断平台，探索基于 AI 新技术的食管癌内镜筛检体系，进行新技术的软件开发与研究，这是国内外首次将 AI技术应用于早期食管癌筛查的工作，引领全国。

5.申报单位所处省份广东省，是中国食管癌高发地区之一。申报单位为广东省癌症中心的挂靠平台，在食管癌高发地区潮汕、梅县、连平等地开展社区人群筛查研究，已建立2万人的筛查队列，有非常丰富的食管癌内镜图像数据来源以及相关临床诊断经验，促使人工智能系统可以得到充分的训练学习。故对于本地区以及其他食管癌高发地区更具反哺应用的实际意义。

8、案例实施成果

本案例实施之前，常规内镜检查每例平均耗时20-30分钟。由于早期食管癌粘膜病变表现多样化，易于与良性疾病相混淆，肉眼识别困难，检出率十分依赖内镜医师的经验、能力水平以及警惕性。而色素内镜检查虽然是目前早期食管癌最佳的识别方法，但内镜设备所需费用昂贵，暂时不利于大样本人群中的早期食管癌筛查。既往经验统计，在我国高发地区早期食管癌检出率仅为1.43%。

案例实施以来，项目组进行临床前期诊断模型训练，初步模型对早期食管癌病灶的判别准确率高达90%。同时，将人工智能诊断系统落地至深圳市南山医院进行实地测试，机器识别可实现实时诊断，并同步将图像上传至云端进行远程实时会诊，无疑加快了内镜医生的诊断速度，大大提高患者内镜检查的舒适程度。在案例测试的2个月内，即在非高发地区发现3例食管癌（2例为早期食管癌），检出率已超过2%。通过上述小样本的抽样研究，初步证实本案例能够顺利实现提高食管癌诊断率，惠及民生的可能。

9、案例社会价值及影响力

1.基于人工智能的早期食管癌内镜筛查体系可以有效提高食管癌的早诊率，为更多的食管癌患者带来福音。与此同时，通过以广东省食管癌研究所和广东省癌症中心两大平台基础，构建基于人工智能的早期食管癌内镜图像诊断识别系统，本平台有助于促进建立广州市作为国内一线医疗中心的地位，增强影响力，继而带动广东省、华南地区，乃至全国食管癌防控工作。目前，平台已与广东省扶贫办以及腾讯公益基金联合在粤西地区开展食管癌早起筛查工作，通过高科技手段做到医疗精准扶贫，合理解决因病致贫的问题，公益惠民。

2.提高早期食管癌的诊断率能够使更多患者接受内镜手术治疗，直接减轻患者经济负担，同时减少数倍于此的劳动力损失、家庭负担、社会投入等间接经济损失，给我省食管癌高发地区带来巨大的社会经济效益。

3.这是国内外首次将 AI技术应用于早期食管癌筛查的工作，具有历史开创性。

10、案例未来规划

1.继续推动粤东——这块全国食管癌高发地区开展食管癌早期筛查科研项目，惠及粤东居民，进而在全国其他食管癌高发区推广“食管癌早期筛查”，扩大全国食管癌早期筛查的普查率，建立符合中国人群体质的“早期食管癌数据库”。

2.借助腾讯网络信息平台（如食管癌早期筛查微信公众号等），基于食管癌早期内镜筛检AI 新体系，该项技术能让更多的二级医院掌握和开展早期食管癌筛查工作，明确提高筛检绩效，有效识别大众人群中的高危群体并开展有针对性的筛检和筛检后规范化管理，节约医疗资源，服务更多病患。最终，新系统经过不断验证和优化以后，可以形成规范化、标准化、产业化的研究成果产品，推广至全国乃至国际市场，建立基于 AI 技术的早期食管癌内镜诊断新规范。