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人工智能的勃興已經成為推動社會經濟發(fā)展的新動力之一,它在提高社會生產效率、實現(xiàn)社會發(fā)展和經濟轉型等方面發(fā)揮重要作用。作為主導新一代產業(yè)變革的核心力量,人工智能在醫(yī)療方面展示出了新的應用方式,在深度融合中又催生出新業(yè)態(tài)。
事實上,相對于制造業(yè)、通信傳媒、零售、教育等領域,人工智能在醫(yī)療還處于早期階段,商業(yè)化程度相對偏低,行業(yè)滲透率較低,這固然與醫(yī)療行業(yè)的謹慎和保守有密切關系。但不可否認,人工智能在醫(yī)療領域的結合點響應了傳統(tǒng)醫(yī)療的諸多困境,具有廣泛的市場需求、多元業(yè)務趨勢和廣闊的發(fā)展空間。
新冠疫情推動人工智能從“云端”落地,提高了抗疫的整體效率。疫情更是成為人工智能在醫(yī)療領域的試金石,昭示著人工智能在醫(yī)療的力量和價值。從應用場景來看,人工智能醫(yī)療應用尚在起步階段,影像識別、遠程問診、健康管理、暫處第一梯隊。
其中,影像識別作為輔助診斷的一個細分領域,將人工智能技術應用于醫(yī)學影像診斷中,是在醫(yī)療領域中人工智能應用最為廣泛的場景。
人工智能落地影像識別
影像診療的概念原起源于腫瘤學領域,之后其外延才擴大到整個醫(yī)學影像領域,理解醫(yī)學影像、提取其中具有診斷和治療決策價值的關鍵信息,是診療過程中非常重要的環(huán)節(jié)。
過去,醫(yī)學影像前處理+診斷需要4-5名醫(yī)生參與。然而,基于人工智能的影像診斷,訓練計算機對醫(yī)學影像進行分析,只需1名醫(yī)生參與質控及確認環(huán)節(jié),這對提高醫(yī)療行為效率大有裨益。
人工智能在醫(yī)學影像得以率先爆發(fā)與落地應用,主要是由于影像數(shù)據(jù)的相對易獲取性和易處理性。相比于病歷等跨越三五年甚至更長時間的數(shù)據(jù)積累,影像數(shù)據(jù)僅需單次拍攝,幾秒鐘即可獲取。一張影像片子即可反映病人的大部分病情狀況,成為醫(yī)生確定治療方案的直接依據(jù)。
醫(yī)學影像龐大且相對標準的數(shù)據(jù)基礎,加上智能圖像識別等算法的不斷進步,為人工智能醫(yī)療在該領域的落地應用提供了堅實基礎。
從技術角度來看,醫(yī)學影像診斷主要依托圖像識別和深度學習這兩項技術。依據(jù)臨床診斷路徑,首先將圖像識別技術應用于感知環(huán)節(jié),將非結構化影像數(shù)據(jù)進行分析與處理,提取有用信息。
其次,利用深度學習技術,將大量臨床影像數(shù)據(jù)和診斷經驗輸入人工智能模型,使神經元網(wǎng)絡進行深度學習訓練;最后,基于不斷驗證與打磨的算法模型,進行影像診斷智能推理,輸出個性化的診療判斷結果。
依托于圖像識別和深度學習的人工智能和醫(yī)學影像的結合,至少能夠解決三種需求。一是病灶識別與標注,即通過Al醫(yī)學影像產品針對醫(yī)學影像進行圖像分割、特征提取、定量分析、對比分析等。針對這種需求,X線、CT、核磁共振等醫(yī)學影像的病灶自動識別與標注系統(tǒng),可以大幅提升影像醫(yī)生診斷效率。目前的Al醫(yī)學影像系統(tǒng)已可以在幾秒內快速完成對十萬張以上的影像的處理,同時可以提高診斷準確率,尤其是降低了診斷結果的假陰性概率。
二是靶區(qū)自動勾畫與自適應放療。靶區(qū)自動勾畫及自適應放療產品能夠幫助放療科醫(yī)生對200到450張CT片進行自動勾畫,時間大大縮短到30分鐘一套,并且在患者15到20次上機照射過程中間不斷識別病灶位置變化以達到自適應放療,可以有效減少射線對病人健康組織的傷害。
三是影像三維重建。基于灰度統(tǒng)計量的配準算法和基于特征點的配準算法,解決斷層圖像配準問題,節(jié)約配準時間,在病灶定位、病灶范圍、良惡性鑒別、手術方案設計等方面發(fā)揮作用。
從落地方向來看,目前,我國Al醫(yī)學影像產品布局方向主要集中在胸部、頭部、盆腔、四肢關節(jié)等幾大部位,以腫瘤和慢病領城的疾病篩查為主。
在人工智能醫(yī)學影像發(fā)展應用初期,肺結節(jié)和眼底篩查為熱門領域。近兩年隨著技術不斷成熟迭代,各大Al醫(yī)學影像公司也在不斷擴大自己的業(yè)務半徑,乳腺癌、腦卒中和圍繞骨關節(jié)進行的骨齡測試也成為市場參與者重點布局的領域。在疫情中,Al 醫(yī)學影像就參與到新冠肺炎病灶定量分析與療效評價中,成為提升診斷效率和診斷質量的關鍵力量。
政策資本雙雙入局
如果說影像數(shù)據(jù)的相對易獲取性和易處理性,是人工智能在醫(yī)學影像得以率先爆發(fā)與落地應用的主要原因,國家政策的支持和資本的大量入場則給了人工智能在醫(yī)學影像的應用持續(xù)更新的動力。
從政策加碼來看,2013至2017年,政府各部門出臺多項政策,不斷加大對國產醫(yī)學影像設備、第三方獨立醫(yī)學影像診斷中心、遠程醫(yī)療等領域的支持力度。
2016年末,國務院就印發(fā)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,其中多次提及醫(yī)療影像,指出要“發(fā)展高品質醫(yī)學影像設備”、“支持企業(yè)、醫(yī)療機構、研究機構等聯(lián)合建設第三方影像中心”。2017年1月,國家發(fā)改委更是把醫(yī)學影像設備及服務列入《戰(zhàn)略性新興產品重點產品和服務指導目錄》。
2017年11月15日,科技部在北京舉行“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃暨重大科技項目啟動會”。其中,騰訊公司自建的“騰訊覓影”入選成為醫(yī)療影像國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺。值得一提的是,騰訊覓影Al和騰訊云技術的人工智能CT設備就在疫情期間,于湖北多家醫(yī)院進行部署,幫助醫(yī)護人員進行診療。
除了政策的支持,資本的入場也為人工智能醫(yī)療影像的持續(xù)發(fā)展添加動力。根據(jù)Global Market Insight的數(shù)據(jù)報告,從應用劃分的角度來說,人工智能醫(yī)學影像市場作為人工智能醫(yī)療應用領域第二大細分市場,將以超過40%的增速發(fā)展,在2024年達到25億美元規(guī)模,占比達25%。
作為被人工智能技術賦能的醫(yī)療器械,其背后依然面對市場,隨著數(shù)據(jù)的持續(xù)積累、算法的進一步成熟,AI醫(yī)療影像的商業(yè)模式歷經前期的探索也愈發(fā)清晰。
時下,就Al醫(yī)學影像而言,可行的商業(yè)模式包括兩種:一是與區(qū)縣級基層醫(yī)院、民營醫(yī)院、第三方檢測中心等合作,提供影像資料診斷服務,并按診斷數(shù)量收取費用。也就是說,與醫(yī)院方共同提供醫(yī)學影像服務并采取分成模式;二是與大型醫(yī)院、體檢中心、第三方醫(yī)學影像中心及醫(yī)療器械廠商合作,提供技術解決方案,一次性或者分期收取技術服務費。
目前,國內已有超過百家企業(yè)將人工智能應用于醫(yī)療領域,其中,更有大部分公司涉足醫(yī)學影像領域,遠高于其他應用場景的企業(yè)數(shù)量。億歐《2018中國人工智能商業(yè)落地》報告中,在中國100家人工智能相關非上市企業(yè)2018年預計營收范圍里,人工智能醫(yī)療公司共有10家進入100強,而這10家公司里則有6家涉足AI醫(yī)學影像。
從市場競爭格局來看,中國Al醫(yī)學影像領域市場參與者眾多。既有GE醫(yī)療、樂普醫(yī)療等傳統(tǒng)醫(yī)療器械公司、也有 Google、IBM、阿里、騰訊等科技巨頭,以及依圖醫(yī)療、深睿醫(yī)療、數(shù)坤科技、推想科技等眾多初創(chuàng)公司,不同類型的市場參與者在資金支持、市場拓展、產品設計、技術研發(fā)等方面各具優(yōu)勢。
行業(yè)內雖然尚未形成壟斷型企業(yè),但經過多年市場競爭與優(yōu)化,各細分領域已有領跑的頭部企業(yè)出現(xiàn),行業(yè)梯隊之間的差距逐漸顯現(xiàn)。自2017年以來,專注于不同病種與技術方向的Al醫(yī)療影像初創(chuàng)公司持續(xù)受到資本熱捧,部分頭部企業(yè)已完成C輪融資,并圍繞核心產品進行技術與經驗遷移、病種與產品管線拓展、全球化布局等,進一步強化競爭壁壘。
當然,在技術、政策和資本的支持成為AI醫(yī)療影像發(fā)展的動能的同時,AI醫(yī)療影像發(fā)展也受技術、政策和資本的限制。
首先,醫(yī)療事關生命,AI醫(yī)療影像的假陰性顯然十分重要,即使存在1%的漏診也將有可能造成巨大傷害。此外,就算只存在1%的漏診,醫(yī)生仍需要將所有片子都重審一遍。因此,只有零假陰性,才能真正幫助醫(yī)生省時省力。
其次,從政策支持來說,由于AI影像診斷對醫(yī)院來說還并不是剛需,這也令醫(yī)院的付費意愿并不強烈。如果沒有政策對患者付費習慣的培養(yǎng),以及政府醫(yī)保政策的完善,AI影像診斷在落地應用上或許還將面對漫長的發(fā)展。
此外,盡管部分企業(yè)已率先實現(xiàn)商業(yè)化,但行業(yè)集中商業(yè)化爆發(fā)階段尚未到來。當然,不可否認的是,作為主導新一代產業(yè)變革的核心力量,人工智能在醫(yī)療方面展示出了新的應用方式,在深度融合中又催生出新業(yè)態(tài)。
作為新一代基礎設施建設,人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應用將對傳統(tǒng)醫(yī)療機構運作方式帶來變革,從長遠有效緩解醫(yī)療資源壓力。后疫情時代,AI+醫(yī)療有望迎來大發(fā)展,而臨床放射診斷實踐無疑是其中一項重要應用。