“太清晰了！就像自己走进去一样！”

2025年9月，在中国国际服务贸易交易会健康卫生服务专题展区，一处展台前排起长队。体验者戴上VR（虚拟现实）眼镜，一条清晰连贯、色彩逼真的人体肠道在眼前蜿蜒铺展，四壁粉红色的黏膜褶皱纤毫毕现，仿佛在一条隧道中穿行。

这并非科幻电影，而是由北京友谊医院副院长、消化内科专家李鹏团队参与研发的AI（人工智能）全景重构与自主巡航胶囊机器人带来的真实胃肠景象。这款胶囊内镜长度不到两厘米，患者吞服后，胶囊内镜就能随着消化道的自然蠕动自主巡航，以每秒数张的速度拍摄海量高清图像，从而革命性地将传统内镜的“管中窥豹”，升级为对消化道的“全景漫游”。它标志着我国消化内镜技术跻身全球领先行列，而且有望破解胃肠镜检查“一号难求”“患者畏惧”等痛点。

如今，李鹏带领团队研发的第一代胶囊机器人已应用于临床，第二代产品也在加紧研发之中。在他看来，这颗胶囊所照亮的，不只是一段肠道，更是消化内镜领域的未来图景——一个更清晰、更无感、更可及的“镜界”。

李鹏在操作消化内镜

“患者看病的痛点，就是我们研发的起点。”李鹏说。

数据显示，我国每年胃癌与结直肠癌新发病例数分别占全球总量的40%和28%，每年新增消化道早癌及癌前病变患者超过百万人。作为消化道疾病筛查与诊断的关键手段，胃肠镜检查需求持续增长。然而，相应的医疗资源却长期处于紧张状态——以北京友谊医院为例，即便医院已经建设了6000平方米的内镜中心，配备了数十台先进设备，预约检查等候时间长仍是患者就诊的一大痛点。

资源稀缺是一种“痛”，患者的恐惧与不便则是更深一层的“痛”。传统的胃肠镜检查具有侵入性，需要将一根带有摄像头的软管插入消化道，很多人在清醒状态下做胃肠镜检查都会感到恐惧和不适。20年前，胶囊内镜投入临床应用，为患者提供了一种全新的选择。胶囊胃镜形似一颗普通胶囊，内置微型摄像头、光源、传感器和无线发射装置。患者吞服后，胶囊借助消化道蠕动被动前行，沿途拍摄图像并传出体外，实现了无痛、无创检查。

然而，这项技术也存在明显的局限性。“此前胶囊内镜领域长期由国外的医疗公司主导，主流技术还停留在2017年之前的水平，尚未整合人工智能算力与机器人技术，且图像清晰度和定位精度有待提升。”李鹏说，医生需要从胶囊内镜拍摄的数十万张离散图像中人工识别病灶，耗时长且容易遗漏。一些后期拼接算法也可能引入伪影，即软件生成的不真实影像，增加了诊断的不确定性。

这些临床中真实存在的难题，促使李鹏不断思考：“能否研发一款更清晰、更精准、更可及的胶囊机器人？”这个想法，在一次令人痛心的诊疗经历后变得尤为坚定——一位老人因惧怕传统胃镜的麻醉风险，延误至胃癌晚期。“如果有一种更易接受的检查方式，结局或许会不同。”李鹏说。

2021年，科技部在“十四五”重点研发计划中启动了常见多发病防治专项研究，其中“消化内镜全景重构技术”方向与李鹏的构想高度契合。“国家的科研布局紧扣民生需求，这给了我们攻坚的方向和底气。”他带领团队联合国内企业，开启了产学研协同创新之路，志在打造一款真正解决实际问题、具有“后发优势”的国产胶囊机器人。

研发的首个挑战，是如何实现海量影像的“全景重构”。传统胶囊内镜拍摄的是海量离散的二维图片，而李鹏团队的目标，是让胶囊内镜像一名带着摄像机的探险家，在消化道内自主巡航并每秒拍摄多张高清照片。最终超过20万张的图片被实时传输到工作站，由强大算法进行智能识别与无缝拼接，生成一个可供医生三维沉浸式观察的完整消化道数字模型。“这要求影像的拼接必须既全面又精准，不能有遗漏或扭曲。”李鹏回忆，初期算法生成的模型粗糙模糊，团队与工程师历经长达三年的反复调试，才逐步逼近“身临其境”的观察效果。

与此同时，李鹏团队还需直面一系列的技术矛盾，例如既需满足机器人实时处理所需的高算力，又受限于胶囊体积下的严苛功耗约束；既要实现原生高清画质，又需克服超广角镜头带来的图像畸变。

团队经历了长期的探索与攻坚，通过采用自主设计芯片、创新系统架构，并经过大量动物实验反复验证与调优，最终实现了关键突破：在确保全视角覆盖与高清原生画质的前提下，胶囊机器人能在消化道内自主完成实时全景重构、信息采集无遗漏。这一成果不仅实现了对全消化道的完整检查，更能生成全球首创的、与真实消化道1∶1还原的三维全景图像，为临床诊断提供了前所未有的清晰视角与完整信息。

人工智能全景重构与自主巡航胶囊机器人

“要让创新技术惠及更广泛人群，成本控制至关重要。”李鹏带领团队坚持核心芯片的自主研发，并通过设计优化与规模化生产来降低成本，从而能够更广泛地惠及有需要的人群。

西藏拉萨是我国消化道寄生虫病高发地区之一。当地医院与北京友谊医院远程协作，为多位疑似感染者使用了这款胶囊机器人。患者服下胶囊后，超过20万张高清图像稳定传至数千公里外的北京，供专家进行全景重构与远程诊断。令人惊喜的是，即便在信号相对弱的高原环境下，系统仍成功完成了影像的实时、完整传输。首批病例中，寄生虫的立体形态在重构后的三维模型中清晰显现。李鹏说，这一实践不仅证明了技术的可靠性，更展示了其助力优质医疗资源下沉、提升基层诊疗能力的巨大潜力。如今，北京等多地患者都致电医院咨询这款“神奇胶囊”。

从构想到现实，这颗小小的胶囊，凝聚的不仅是技术的突破，更是以临床需求为原点、以解决患者痛苦为终点的创新哲学。它正在重新定义消化道检查的范式，让“清晰、无痛、可及”的未来触手可及。

“医学创新从来不是孤军奋战，需要打破学科边界，汇聚各方智慧。”秉持着这样的科研理念，李鹏团队中不仅有医生，还有很多工程师和软件专家。正是这样一支跨界团队，让胶囊机器人从理念变成了现实。

合作的缘起，偶然中有必然。

一次行业会议上，李鹏结识了一位致力于体内微型机器人研发的企业负责人，“他不是学医的，却有一个朴素的愿望：做一款真正能解决患者痛苦的产品。”以患者为中心的共识，让双方一拍即合。不同于以往企业主导、医生配合的模式，李鹏提出“临床需求引领研发”的合作理念：“你们懂工程技术，我们懂临床痛点，深度融合，才能做出好用的产品。”

为了让工程师理解临床需求，李鹏构建了一套独特的“医工融合”机制，制定了系统的医学培训计划。“新入职的工程师必须先学医学基础，了解消化道解剖结构、常见病灶特征。”他亲自授课，带着团队中的工程师走进内镜中心，观摩真实的检查过程。“一开始，工程师连‘息肉’和‘溃疡’都分不清，现在，他们不仅能看懂影像，还能用专业术语精准描述症状。”李鹏笑着说，现在团队的总工程师已经成了“半个大夫”，每次沟通都能精准把握临床需求。

“我们共同培养研究生，让医生和工程师一起做课题、攻难关。”李鹏介绍，这种联合培养模式，打破了学科间的壁垒，让多学科的碰撞擦出创新的火花。医生描述的需求，工程师能快速理解并转化为技术方案；工程师遇到的技术瓶颈，医生能从临床角度提供新思路。“比如图像拼接的算法，我们探讨了如何让算法贴合医生的观察习惯，工程师就反复调整，最终实现了‘如同走进消化道’的观察体验。”

芯片是胶囊机器人的核心，不仅要性能稳定，还要控制好成本、避免被“卡脖子”。李鹏团队与清华大学、复旦大学等高校的芯片专家合作，研发胶囊机器人主架构专用芯片。团队明确了需要满足低频低功耗、具有较强算力等性能目标，芯片研发专家就反复优化设计方案。经过无数次测试、改进，终于研发出具有自主知识产权的胶囊机器人芯片，不仅性能优于进口产品，成本也得到了较好控制。

在肠镜应用中，更大的视野与视场角至关重要。全景胶囊机器人将视场角从既往内镜的约160度提升至175度以上，实现全视场覆盖，性能极大提升。视场角每提高一度，都意味着不小的技术挑战。工程师尝试多种方案，均受困于图像畸变的难题。李鹏从临床实际出发，与团队共同梳理出关键方向：“消化道是不规则的管状结构，光学设计必须贴合肠道形态。”基于这一思路，团队重新优化光电模组设计、改进光学系统，并辅以畸变纠正算法，最终突破技术瓶颈。“视场角的大幅提升，让胶囊机器人能够覆盖以往存在的视觉盲区，实现全景信息采集，有效降低漏诊风险。”李鹏欣慰地说。

“要验证胶囊机器人在人体内的实际表现，必须先在动物身上模拟。那段时间，动物实验室成了我们的联合办公室。”李鹏回忆，医生和工程师围着实时传输的影像，发现问题立刻讨论，解决方案就在面对面的碰撞中产生。

在西藏的测试中，跨界团队面临着信号传输的挑战。“当地信号不稳定，如何保证20万张影像顺利传输？”软件专家优化加密传输算法，采用“断点续传”技术，即在信号中断后可从中断处继续传输；医生则根据当地实际情况，调整胶囊内镜的工作模式。“最终，我们实现了信号的稳定传输，还据此制定了一套高原地区的使用规范及相关的医疗远程传输标准与安全指南。”

合作过程中，难免遇到分歧。“有时候，我们提出的临床需求，工程师觉得难以实现；他们设计的技术方案，我们觉得不符合临床实际。”李鹏坦言，解决分歧的关键，是“回到患者身上找答案”。每次遇到争议，团队都会一起讨论，这个设计对患者有什么好处，能不能解决实际问题，让分歧变成创新的契机。

“国外企业对临床需求的响应周期很长，而我们团队与国内企业合作，反馈和改进效率要高得多。”这种灵活的合作模式，让胶囊机器人的研发流程更加高效。李鹏举例：比如发现胶囊机器人在满负荷工作状态下续航能力不足，企业马上开始优化电池与电路设计；发现定位精度需要提升，工程师立刻优化传感器方案。如今，这款胶囊机器人的技术参数已经全面超越国际同类产品，成为全球领先的消化内镜设备。“这不是某一个人的功劳，而是跨界团队协同创新的结果。”李鹏总结，医学创新需要“跳出医学看医学”，既要扎根临床，又要拥抱技术，更要善于整合各方资源。

“未来的医疗创新，一定是跨界融合的趋势。”李鹏已经开始布局新的合作领域，与高校、企业联合研发内镜手术机器人、内镜减重器械等更多产品。他坚信，打破学科边界、汇聚创新力量，能攻克更多医疗难题，让国产医疗技术走向世界。

“穿上白大褂，救死扶伤就是我的初心；投身科研，科技创新就是我的使命。”回顾20多年的从医路，李鹏用一句话来总结。2001年，他考入首都医科大学攻读消化科硕士学位，师从著名消化专家张澍田教授，从此与消化内镜结下了不解之缘。

“学科发展需要引领，而引领的核心是创新。”导师的谆谆教诲，深深影响了李鹏。硕士毕业后他留在友谊医院工作，从一名普通医生成长为科主任、副院长。临床工作之余，他始终没有停下创新的脚步。“消化内镜是友谊医院的强项，它介于内科药物保守治疗和外科开放手术之间，能以最小的创伤立竿见影地解决病灶，这就是它最大的魅力。”李鹏深耕于此，力求保持技术领先，同时将创新的触角延伸至更广阔的领域。

“有人说临床和科研是矛盾的，我觉得恰恰相反，它们是相辅相成的。”李鹏每周出门诊、做手术，在临床中发现的问题，成为他科研的灵感源泉；科研取得的成果，又能反过来提升临床诊疗水平。

这种从临床难题中汲取科研动力的模式，贯穿了他的职业生涯。2006年，李鹏参与了张澍田牵头的食管癌高发区普查项目，这是全国最大的食管癌队列研究。李鹏和团队扎进河北的乡村，一待就是两个月，完成了数万人的普查。“那段日子异常艰苦，但收获很大，我们找到了食管癌发病的相关基因，还发现喝茶能降低发病率，为预防食管癌提供了重要依据。”

十年前，一位胃出口梗阻的晚期肿瘤患者，因无法承受外科手术的创伤而陷入绝境。这个临床困境，成了李鹏一个创新的起点：能否借助柔软的胃镜，完成原本需要开腹的胃小肠吻合手术？这个想法在当时的技术条件下近乎是天方夜谭，但李鹏着了魔似的钻研。一次次在动物模型上尝试，支架放不进去、位置偏移、穿孔……团队有人想放弃，李鹏却越挫越勇：“患者就这一条路，我们要尽量走通。”历经数百次的尝试与调整，历时3年多，纯内镜下的微创手术成功了，“看到患者因为我们的技术而康复，那种幸福感是无法用语言形容的。”

在李鹏的科研项目中，内镜减重技术的开拓与胶囊机器人的创新都源于临床的迫切需求。国家卫健委发布的《中国居民营养与慢性病状况报告》显示，我国超重与肥胖人口已近半数。面对这一现状，他针对国人体质和代谢特点，牵头研发的国产胃转流支架系统，其原理是在肠道内置入一个特殊套管，相当于给肠道戴了个“袖套”，通过隔离食物与肠壁接触来减少营养吸收、调节激素，从而实现减重和改善代谢的目的，避免外科手术的创伤。该系统已于2024年投入临床应用。李鹏还建立起内镜减重全国培训网络，主持制定首部《中国内镜减重白皮书》及多项专家共识，为行业树立标准。

从食管癌高发区普查，到应对肥胖问题的内镜减重，再到解决胃肠镜检查痛点的胶囊机器人。李鹏的每一项科研成果，都紧扣国家需求和患者期盼。“国家需要什么，我们就研发什么；患者期盼什么，我们就攻克什么。”2025年11月，李鹏当选中国医师协会消化医师分会副会长，有了更广阔的平台。“未来，我们要继续以消化内镜为核心，补齐药物研发等短板，还要推动国产医疗技术走向国际。”他计划在国外建立培训点，为其他国家的医生提供消化内镜培训，让中国技术惠及更多国家和地区。

消化内镜的方寸“镜界”中，李鹏创新不辍，步履不息。

来源：北京日报