在北京友谊医院西城院区消化内镜中心的检查室，一位患者正在进行肠镜检查。医生前方除了有一块常规屏幕显示肠道中的图像，还有一块屏幕看上去画面有些“模糊”，需要佩戴3D眼镜才能看清，这就是友谊医院在全球首创的可用于消化内镜的单镜头3D内镜成像系统。它可以实现对消化道内部的立体观察，帮助医生发现肠道中微小或隐藏的病变。
3D系统使画面更立体，可及时发现扁平小息肉
消化道肿瘤包括食管癌、胃癌和结直肠癌，是我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。这类疾病不仅严重威胁着人民健康，也消耗了大量的医疗资源。消化道肿瘤的预后与肿瘤分期密切相关。相比进展期肿瘤，早期消化道肿瘤患者的5年生存率要高出许多。因此，及时发现和准确诊断消化道肿瘤尤为关键。
世界卫生组织（WHO）推荐使用消化内窥镜作为早期诊断和治疗消化道肿瘤的首选方法。然而, 在当前的肠镜检查中，微小或隐藏的病变往往难以识别。如何精准观察病变，特别是细微病变的真实形态是亟待解决的问题。
消化学科是北京友谊医院的重点和特色学科。为解决这一问题，友谊医院消化团队与新光维医疗合作，在全球首创了可用于消化内镜的单镜头3D内镜成像系统。
“肠壁有一圈圈的褶皱，有一些息肉是扁平状的，如果没有及时发现，过几年可能会发生癌变。这一系统和看3D电影类似，由于戴上3D眼镜后立体感特别强，使容易被漏掉的扁平小息肉更容易被发现，减少漏诊率。”北京友谊医院消化分中心第二党支部书记、消化中心实验室副主任朱圣韬介绍说，目前3个检查室都应用了这套系统，系统主要面向需要筛查的病人。
北京友谊医院的医生在为患者进行肠镜检查，最左边屏幕上呈现的是消化道单镜头3D内镜成像系统图像。 新京报记者 张璐 摄
系统运用自主研发算法，与市面上消化内镜均可适配
3D图像是如何形成的？朱圣韬说，要形成立体结构，需要在内镜上放两套光路，相当于人的两个眼睛。但另一方面，为了提高患者的舒适度，内镜越细越好，在这种情况下，两套光路可能产生“斗鸡眼”的效果。所以研发人员的目标是用一个光路形成立体结构。
单镜头3D内镜成像系统基于单眼立体成像原理，运用自主研发的“双网络超分辨成像算法”，通过高速处理器对内镜的每一帧图像信号进行甄别处理，形成真实左右眼图像，从而使普通内镜图像转化为3D图像，在国际上首次实现了消化道内部的立体观察。
这一系统适配目前市面上任何品牌、规格的消化内镜，可以在不改变现有内镜系统及使用习惯的前提下，通过增加运动视差、构筑立体知觉，帮助发现扁平、微小、隐藏病变的隆起、凹陷等三维结构特征。
为评估该系统的临床价值，友谊医院消化团队开展了多中心、大样本、交叉设计的随机对照试验，研究结果表明，与普通2D肠镜相比，使用3D肠镜能够将息肉检出率提高1.54倍、腺瘤检出率提高1.45倍。
目前，消化道单镜头3D内镜成像系统已经应用了2年多，今年将研发第二代系统，使图像更清晰、立体感更强，同时使医生的观感更舒服。“我们发现了一个现象，有的医生戴上3D眼镜为前几个病人检查时看不出来显著的对比效果，但越往后越渐入佳境。这说明医生们对系统有一个学习和适应的过程。”朱圣韬说。
消化健康全国重点实验室获批，已取得多项成果
消化道单镜头3D内镜成像系统，是消化健康全国重点实验室科研成果的一个典型。
2021年，科技部采用试点先行、分批推进的方式启动全国重点实验室组建工作。在北京市大力支持下，首都医科大学附属北京友谊医院联合中国医学科学院药物研究所、中国科学院苏州国科医工科技发展（集团）有限公司，以新建全国重点实验室的身份于2022年9月申报“消化健康全国重点实验室”，并最终于2023年3月获批。
