人工智能(AI)發(fā)展已有近70年的歷史，在醫(yī)療領(lǐng)域的探索也在近十年突飛猛進(jìn)，尤其是在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，AI的價值日益凸顯。作為醫(yī)學(xué)影像的一個分支，超聲影像具有實(shí)時動態(tài)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性給AI介入設(shè)置了高門檻，但超聲臨床應(yīng)用廣泛，尤其是在產(chǎn)前篩查等領(lǐng)域具有不可替代性，“AI+超聲”組合的價值備受期待。近日，廣州首個聚焦產(chǎn)前檢查的超聲AI產(chǎn)品正式上市，引發(fā)市場關(guān)注。超聲AI能否解決臨床痛點(diǎn)，未來前景如何?
超聲檢查亟須人工智能賦能
“我?guī)Я?個大夫6臺B超機(jī)去到一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)做乳腺癌篩查，為了做好質(zhì)量控制，我必須把6臺B超機(jī)擺在一個大會議室中，呈扇形排列，保證我抬頭就能看到每一臺機(jī)器，否則我沒法對這次篩查結(jié)果簽名。”
中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院超聲科科主任李安華如此描述自己最近一次隨慈善基金會去鄉(xiāng)鎮(zhèn)為當(dāng)?shù)鼐用褡龀暀z查時的情景。這也正是超聲檢查的一大痛點(diǎn)：更加依賴于經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師規(guī)范操作，才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
超聲檢查具有無輻射、無創(chuàng)、可重復(fù)診斷等特點(diǎn)，成為應(yīng)用廣泛的一種診斷工具。中國有超過20萬超聲醫(yī)生，與此對應(yīng)的是，每年超聲檢查的人次達(dá)到約20億人次，遠(yuǎn)超CT檢查數(shù)量的2億人次。
有數(shù)據(jù)顯示，全世界有5000萬醫(yī)生，但其中只有2%的醫(yī)生掌握了使用超聲掃描的技能。與放射科醫(yī)生通過靜態(tài)圖像進(jìn)行診斷不同，超聲醫(yī)生需要手、眼、腦的配合，對采集到不同切面的動態(tài)圖像進(jìn)行實(shí)時診斷。培養(yǎng)一名合格的超聲醫(yī)生，往往需要3—5年，在產(chǎn)前胎兒篩查領(lǐng)域，甚至可能需要5—8年。
身為中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會副會長、廣東省超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會會長的李安華教授，接觸過很多AI+醫(yī)學(xué)影像的產(chǎn)品，她在接受南方日報記者采訪時指出，超聲檢查亟須AI的賦能來減輕醫(yī)生的壓力，但目前仍有多個瓶頸需要突破。“人工智能在醫(yī)學(xué)影像方面的探索，最初存在與臨床需求脫節(jié)的情況。比如乳腺癌篩查，必須先找到腫塊的位置，停幀變成靜態(tài)圖，再讓AI軟件去識別這個腫塊良性和惡性的概率。這就忽略了超聲最重要的實(shí)時性，目前越來越多的AI研發(fā)公司在往動態(tài)圖像識別方向努力。”
千億新市場誰主沉浮
弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)預(yù)測，AI醫(yī)學(xué)影像市場規(guī)模將由2020年的3億元增至2030年的923億元。
2020年2月，美國FDA批準(zhǔn)CaptureHealth開發(fā)的人工智能超聲影像輔助系統(tǒng)，為超聲影像帶來突破。但相對于已經(jīng)漸趨擁擠的“AI+CT影像”賽道來說，“AI+超聲”的腳步顯然因其技術(shù)的復(fù)雜性而更為謹(jǐn)慎。
剛剛過去的7月，在廣東省醫(yī)學(xué)會第六次產(chǎn)前診斷學(xué)學(xué)術(shù)會議上，廣州愛孕記信息科技有限公司聯(lián)合包括中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院在內(nèi)的全國多家三甲醫(yī)療機(jī)構(gòu)以及華南理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，耗時5年共同研發(fā)的超聲AI智能化系統(tǒng)“愛孕智聲”正式對外亮相。
“就好像給超聲醫(yī)生準(zhǔn)備了一個導(dǎo)航助理，全程可以通過聲音、文字、圖像等方式提醒超聲醫(yī)生關(guān)注檢查流程規(guī)范化以及異常情況。”愛孕記CEO汪南介紹。
汪南是中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)超聲專業(yè)醫(yī)學(xué)博士，2016年辭職創(chuàng)業(yè)，聚焦將人工智能應(yīng)用于婦產(chǎn)超聲診斷，提高超聲醫(yī)生產(chǎn)前超聲診斷能力，減少中國缺陷兒出生。
讓汪南引以為傲的是，這套產(chǎn)品既能為超聲醫(yī)生提供實(shí)時同步分析結(jié)果，同時又不干擾醫(yī)生正常的工作流程，不增加醫(yī)生額外操作。
在胎兒的整個生長發(fā)育監(jiān)測過程中，產(chǎn)前超聲是不可替代的檢查，而且?guī)缀跏俏ㄒ灰环N可以給孕婦做的影像篩查，直接觀察胎兒是否存在出生缺陷的一種檢查方式。“只有超聲檢查發(fā)現(xiàn)了異常之后，才會有目的地引導(dǎo)孕婦做基因檢測、羊水穿刺等檢測。”國家衛(wèi)健委產(chǎn)前診斷專家組成員、中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)超聲主任醫(yī)師謝紅寧教授介紹。
然而，孕婦在醫(yī)院接受超聲檢查的結(jié)果常會存在主觀判斷的差異。“產(chǎn)前超聲醫(yī)生每天要面對大量的受檢者，排畸檢查涉及的胎兒全身結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)非常多，而在每一次檢查時，醫(yī)生都必須記住自己看了哪些部位，特別是畸形篩查，如果忘了就得重新做。特別考驗(yàn)醫(yī)生的專注力。”謝紅寧指出，中、高年資的醫(yī)生在這種狀態(tài)下難免會疲倦，年輕醫(yī)生則容易漏掉一些沒有見過的畸形，需要高年資醫(yī)生把關(guān)。而像小秘書一樣在旁時刻提醒陪伴式AI系統(tǒng)，則很大程度達(dá)到防漏檢、質(zhì)量控制、提升效率的目的。
導(dǎo)航出錯可能只會導(dǎo)致繞了一段路，但醫(yī)療領(lǐng)域的容錯率極低，需要識別分析動態(tài)復(fù)雜圖像的超聲AI承受著更大的考驗(yàn)。如何判斷一個AI醫(yī)療產(chǎn)品的好壞?以往常常以是否能超越人類平均水平或者達(dá)到人類高水平來衡量。為此“人機(jī)大戰(zhàn)”也一度非常火熱。汪南介紹，中山一院曾在2019—2021年連續(xù)舉辦了三次人機(jī)大賽，模擬臨床使用場景。其中，第三次人機(jī)大賽在中山一院超聲科舉行，結(jié)果證明AI識別動態(tài)超聲影像的能力達(dá)到高年資醫(yī)生水平，相關(guān)論文《運(yùn)用實(shí)時人工智能檢測系統(tǒng)篩查胎兒顱腦標(biāo)準(zhǔn)切面中的異常聲像》發(fā)表在國際上婦產(chǎn)超聲專業(yè)領(lǐng)域最權(quán)威的雜志《婦產(chǎn)超聲》上。
“但實(shí)際上，還有第二種驗(yàn)證AI能力的方式，這才是我們更加關(guān)注的。”汪南博士指出，AI作為輔助診斷系統(tǒng)，第一不可能替代醫(yī)生給病人做診斷，第二也無法代替醫(yī)生承擔(dān)醫(yī)療責(zé)任，從這個角度來說，醫(yī)生能不能信任AI，“醫(yī)生+AI”的結(jié)合，在臨床能否帶來實(shí)際增益，才是更加值得關(guān)注的方向。
為此，2021年12月愛孕智聲在廣東省婦幼保健院開展了新一輪驗(yàn)證，將36個醫(yī)生按照高中低年資搭配分成3個組，對比不同AI輔助方式進(jìn)行人機(jī)大賽。結(jié)果顯示，使用AI實(shí)時輔助能夠明顯提高醫(yī)生的診斷敏感性。“我們能夠幫助醫(yī)生把漏診率降低6—10個百分點(diǎn)，這也是更加直觀的方式驗(yàn)證AI的準(zhǔn)確率，也是驗(yàn)證AI是否能帶來實(shí)際增益的驗(yàn)證方式，未來AI醫(yī)療要落地要臨床真實(shí)場景，這種驗(yàn)證方式或許會成為主流。”
超聲AI下沉基層空間巨大
“以往在帶教學(xué)生時，40個學(xué)生的超聲作業(yè)我要花費(fèi)七八個小時去審閱打分，打分結(jié)果還可能受主觀因素影響跟其他老師存在差異。而使用AI分析系統(tǒng)，效率大大提高，可以節(jié)省95%的時間，評分結(jié)果也更為標(biāo)準(zhǔn)客觀。”身背醫(yī)、教、研“三座大山”，謝紅寧教授認(rèn)為，人工智能不僅提高了超聲醫(yī)生的工作效率，也是教學(xué)的得力助手。
而在李安華教授看來，超聲AI在醫(yī)院端有兩大應(yīng)用場景，一方面，在醫(yī)院質(zhì)量控制上，AI輔助將大大減輕醫(yī)生的負(fù)擔(dān)。以產(chǎn)前超聲為例，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，中孕期B超篩查要留取30多個標(biāo)準(zhǔn)切面。身為和睦家醫(yī)院超聲總監(jiān)，李安華肩負(fù)質(zhì)控的職責(zé)，就需要抽查這些切面留得是否標(biāo)準(zhǔn)，這一項工作量巨大，且存在主觀性。
另一方面，超聲AI在基層醫(yī)院的需求非常大。“基層醫(yī)療其實(shí)不缺設(shè)備，而是缺會用這些設(shè)備的醫(yī)生。”李安華教授在基層幫扶時目睹過這樣的案例：一家鎮(zhèn)醫(yī)院里擺放著嶄新的超聲設(shè)備，院長告訴她，機(jī)器是捐贈的，但醫(yī)院沒人會用，也沒有超聲醫(yī)生。“即便好不容易培養(yǎng)出一名超聲醫(yī)生，也會被上級醫(yī)院‘虹吸效應(yīng)’抽走。”
李安華教授認(rèn)為，在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)配備超聲AI系統(tǒng)，價值便在于解決優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源短缺的難題，同時也方便教學(xué)培養(yǎng)年輕醫(yī)生。
不過，超聲AI想要商業(yè)化落地，仍面臨兩大挑戰(zhàn)：一是產(chǎn)品成熟度，二是誰來付費(fèi)。
AI醫(yī)療能否彎道超車?
“AI+超聲目前來看還是一片藍(lán)海。”對于商業(yè)前景，汪南持樂觀態(tài)度。目前愛孕智聲已在中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院、北京醫(yī)院、盛京醫(yī)院、廣東省婦幼保健院、湖南省婦幼保健院、重慶市婦幼保健院等20多個省市100多家醫(yī)院使用。過去這一年，汪南跑遍全國25個省(直轄市)，向衛(wèi)健系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)推廣這款A(yù)I系統(tǒng)。
動脈網(wǎng)兩年前一份不完全統(tǒng)計顯示，國內(nèi)外超聲AI相關(guān)企業(yè)不到20家。從病種的覆蓋上來看，AI超聲診斷覆蓋的病種主要包括乳腺癌診斷、產(chǎn)前篩查、甲狀腺疾病、心臟疾病等眾多病種。
但藍(lán)海的另一面，也意味著市場對產(chǎn)品的接受度仍需要時間的磨煉。
今年3月，作為“醫(yī)療AI第一股”的鷹瞳科技發(fā)布首份年報，顯示1.15億元營收主要來源于第三方體檢中心、視光中心等商業(yè)機(jī)構(gòu)，單一用戶貢獻(xiàn)超過千萬元，而醫(yī)院用戶僅有41家。
“跟遠(yuǎn)程醫(yī)療在推進(jìn)中遇到的問題一樣，AI醫(yī)療下基層也存在天然壁壘，支付仍是最大瓶頸。”李安華教授表示。
尤其是基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)，支付能力有限。而從高端醫(yī)療市場入手，產(chǎn)品以設(shè)備還是軟件形式采購這樣細(xì)小的問題，也會成為商業(yè)化路上的絆腳石。“我們也正在探索開發(fā)不同定位的服務(wù)和產(chǎn)品，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和訴求。”汪南透露。
在產(chǎn)業(yè)前景方面，廣東省人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長兼秘書長張崟介紹，根據(jù)國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心最新發(fā)布的中國人工智能發(fā)展的產(chǎn)業(yè)指數(shù)顯示，廣東人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指數(shù)為94.9，僅次于北京、上海，產(chǎn)業(yè)的綜合實(shí)力位列全國第一梯隊。截至2021年，廣東人工智能專利申請的數(shù)量是全國第一，累計人工智能專利申請數(shù)量高達(dá)32538項，是國內(nèi)人工智能專利轉(zhuǎn)移最為活躍的地區(qū)之一。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能在醫(yī)療行業(yè)的各個細(xì)分領(lǐng)域也逐步地深度融合，智能醫(yī)療細(xì)分出了基于圖像識別的輔助診斷系統(tǒng)，基于大數(shù)據(jù)處理及NRP技術(shù)的數(shù)字化醫(yī)院，以及基于深度學(xué)習(xí)的藥物研發(fā)等多個細(xì)分的賽道。在國家政策以及市場需求共同推動下，基于圖像識別的輔助診斷這一個熱點(diǎn)賽道，一定會涌現(xiàn)出越來越多的優(yōu)秀企業(yè)和產(chǎn)品。張崟認(rèn)為，中國發(fā)展人工智能有大數(shù)據(jù)的天然優(yōu)勢，未來有機(jī)會實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。
不過，李安華教授提醒，未來“AI+醫(yī)療研發(fā)”，數(shù)據(jù)的獲取和使用將越來越規(guī)范，需要懂技術(shù)又懂醫(yī)學(xué)的人才，針對臨床真正痛點(diǎn)研發(fā)出好用的、普適性高的產(chǎn)品，同時建議未來國內(nèi)研發(fā)企業(yè)加大自主研發(fā)算法的力度，推動AI真正賦能醫(yī)療。
關(guān)鍵詞： 人工智能
