讓一個機器人透視你的身體,洞察你體內的蛛絲馬跡,比經驗豐富的老教授更快更準地找出你的沉疴暗疾,你是會覺得驚悚還是幸運?
在人工智能熱潮興起之初,吳恩達(Andrew Ng)、Jeffery Hinton等多位AI大佬放言,醫(yī)療領域AI會讓放射科醫(yī)生下崗失業(yè)。
在2019年的今天,才來談論AI+醫(yī)療,好像顯得有些不合時宜。畢竟,至少早在2017年起,智慧醫(yī)療的火焰已是如火如荼。
仿佛不遠的未來,你就能和機器人醫(yī)生面對面,由絕對精確的機器智能為你作出診療。
然而,時至今日,智慧醫(yī)療最大的突破,仍然主要限于基于計算機視覺技術的醫(yī)療影像輔助診斷之上。AI,距離完全取代醫(yī)生,可能還差了一個比鄰星到地球的距離。
在這一情況之下,聚焦于最為成熟的醫(yī)療影像AI領域,談談AI在做什么,AI公司在做什么,可能顯得更為重要。
聚焦:醫(yī)療影像+AI
從公司門口的人臉識別到你手機里欺世盜貌的美顏相機,再到讓李彥宏吃下罰單的自動駕駛,這些AI新浪潮的背后站著的,都是由深度學習驅動的計算機視覺技術。
從這里出發(fā),當你在考慮AI如何應用在醫(yī)療中時,首先想到的可能就會是:
如何將在自然圖像下日趨成熟的深度學習算法應用于醫(yī)療之中?
這個問題不難回答。
即使你從未進過醫(yī)院影像科,也應該對CT、核磁共振(MRI)、B超等等檢查有所耳聞。這些檢查就像一臺特殊的照相機,借助射線和聲波為你體內的器官骨骼留下倩影,幫助醫(yī)生對人體內的真實情況作出判斷。
隨著低劑量螺旋CT、核磁共振等技術的發(fā)展和推廣,影像檢查正變得更為安全、高效、準確,也更廣泛地應用于定期體檢和疾病診斷之中。僅2016年,全球診斷成像設備市場價值就高達227億美元,增長率為2%。海量的醫(yī)療影像數據在幫助診斷之余,也讓影像科醫(yī)生的負擔日益加重。
就以常見的CT來說,在影像醫(yī)療領域,CT是一個大趨勢,所有的東西都能看清楚,但拍一次下來就有300多張影像,一個醫(yī)生看下來是非常消耗時間和精力的。所以衍生出來的一個問題就是——需要大量的醫(yī)生來“看片”。
深度學習AI算法的用武之地正在于此。
計算機輔助診療技術(Computer Aided Diagnosis: CAD)借助機器視覺算法,對醫(yī)療影像進行自動分析,幫助醫(yī)生鎖定病灶,提供診斷建議和依據。傳統(tǒng)上,基于人工設計規(guī)則的算法在功能、準確度和速度上均有較多局限。深度學習算法的引入,讓CAD的應用場景大大擴展。從早期癌癥篩查到心血管異常,從神經疾病診斷到骨骼肌肉損傷,CAD系統(tǒng)的AI化浪潮已是如火如荼。
風口回歸,競爭進入后半程
新技術的浪潮牽動千萬病人的健康,亦牽動資本涌動。
據估計,到2023年,AI+醫(yī)療影像的市場規(guī)模將超過20億美元。諸多創(chuàng)業(yè)企業(yè)、互聯(lián)網巨頭、醫(yī)療影像器械廠商紛紛投入重金,力求在這一戰(zhàn)場占據一席之地。
不過在2019年的今天,前兩年的資本風口漸漸回歸理性,賽程進入后半場。
截止至2018年上半年,AI醫(yī)療影像初創(chuàng)企業(yè)已經募集逾5億美元資本投入,資本從新興初創(chuàng)逐漸轉向晚期創(chuàng)業(yè)企業(yè)??v觀這一領域,整個2018年上半年,僅有加拿大醫(yī)療影像企業(yè)Circle Cardiovascular Imaging獲得A輪融資,其他各企業(yè)均已進入B輪或之后的成熟階段。
從戰(zhàn)略方向上來看,企業(yè)也多由早期技術積累轉向產品落地,企業(yè)與醫(yī)院的合作、落地成為主議題,AI+醫(yī)療影像日趨成熟。
基于AI的醫(yī)療影像分析軟件市場規(guī)模
AI+醫(yī)療,還是醫(yī)療+AI?
與自動駕駛領域的“車廠對陣AI巨頭”的陣勢頗有相似,在醫(yī)療影像AI領域,傳統(tǒng)影像器械商和AI科技企業(yè)的雙向競技也正如火如荼。
以西門子(Siemens)、通用電氣(GE)等為首的傳統(tǒng)醫(yī)療影像器械廠商,正依靠其硬件和數據優(yōu)勢,對其傳統(tǒng)影像分析算法進行“AI化”迭代升級,為醫(yī)院提供整合性更強的一站式解決方案。
西門子的AI-Rad系統(tǒng)針對胸部CT影像,提供多方面的測量、定位和自動報告生成功能。比如,借助影像分割技術,找出胸部CT影像中大動脈的像素級定位,實現對動脈直徑等多方面的自動化測量。該系統(tǒng)還利用目標檢測技術,對體內器官的各項異常進行定位和初步診斷。
在早期肺癌篩查中,AI可以準確地識別出肺部小結節(jié)的位置所在,并對結節(jié)進行初步分析,幫助醫(yī)生盡早做出診斷,大大提升早期肺癌的發(fā)現率。根據美國國家肺部篩查試點研究組的研究數據,借助肺結節(jié)早期篩查,逾20%的肺癌罹難者將有機會幸免于難。
除去AI技術上的轉型,器械廠商對AI的系統(tǒng)化整合,成為他們在競爭中脫穎而出的重要法寶。2018年底,GE發(fā)布了Edison AI開發(fā)平臺,實現數據、算法、硬件之間的無縫整合?,F時,平臺已經上線48個影像分析應用,為研發(fā)部門整合多來源、多模態(tài)的海量數據源,亦為醫(yī)院提供各細分領域的輔助診斷服務。
長遠來看,Edison的野心并不止于此。GE計劃將平臺對外開放,讓合作開發(fā)者加入算法研發(fā),打造AI醫(yī)療影像的“AppStore”生態(tài),促成AI醫(yī)療影像技術的更好發(fā)展。
相比傳統(tǒng)器械廠商的系統(tǒng)優(yōu)勢,醫(yī)療影像領域的AI技術公司便更多依靠自身算法突破建立競爭護城河。
其中,較大規(guī)模的創(chuàng)業(yè)企業(yè)和AI巨頭企業(yè)們,選擇多領域發(fā)力,在各方面與傳統(tǒng)器械廠商展開正面角逐。
在美國市場上,以色列一家AI醫(yī)療影像公司Zebra Medical Vision推出了從骨骼、乳腺到肺部、心血管的多器官診斷產品,意圖建立自身生態(tài)。
中國創(chuàng)業(yè)企業(yè)亦然。作為國內醫(yī)療影像AI領域估值最高的推想科技,推出了InferRead全系解決方案,覆蓋腦部、肺部、骨骼等全部位影像診斷。
Zebra Medical Vision:骨骼診斷產品
較小規(guī)模的創(chuàng)業(yè)公司,則多聚焦垂直領域,在單一器官或單一病癥上建立自己的技術優(yōu)勢。
英國一家初創(chuàng)企業(yè)Brainomix便是其中典型例子。它專注腦部影像分析,在中風的診斷與輔助治療中建立起自身的獨特優(yōu)勢,找到自己的發(fā)展方向。
Brainomix:腦部影像分析系統(tǒng)
英偉達旗下孵化的一家初創(chuàng)企業(yè)ImFusion則獨辟蹊徑,借助AI影像生成技術,開創(chuàng)了從二維平面超聲影像生成三維立體模型的新方法。他們以對應病人的二維超聲影像和三維CT影像作為訓練數據,讓AI找到二維和三維影像之間的潛在聯(lián)系,從而幫助醫(yī)生更好地理解、感知病人體內的狀況。
專注于特定垂直領域,小企業(yè)更容易找到自身競爭突破點,卻也留下了產品功能單一化的缺憾,產品的落地應用大大受限。這一情況下,中小企業(yè)往往要與器械廠商或AI巨頭展開合作,將自身技術與生態(tài)平臺相融合,實現產品的大規(guī)模落地部署。
目前來看,AI+醫(yī)療影像領域仍將長期處于競爭與合作交織,技術和產品共同推進的百花齊放階段。
作為醫(yī)療影像領域的后發(fā)選手,中國在影像器械的賽道上,起步較晚,暫時缺席。不過,在AI算法的競技中,依托本土AI人才和海量醫(yī)療數據,以推想科技、匯醫(yī)繪影為代表的中國初創(chuàng)企業(yè)們已經成功找到自己的發(fā)展方向。不僅如此,騰訊、阿里、商湯等AI巨頭企業(yè)也紛紛向醫(yī)療影像領域持續(xù)發(fā)力,彎道超車未來可期。
競業(yè)者更是同盟軍
所以,在2019年的今天,AI會讓放射科醫(yī)生下崗嗎?
如今看來,雖然醫(yī)療影像AI已經取得長足進展,取代放射科醫(yī)生仍顯得言之甚早。
一方面,由于數據的限制,醫(yī)療影像AI的適用面仍然較窄。目前只有針對肺部結節(jié)、腦部腫瘤、骨科等少部分領域的AI技術相對成熟,大大限制了醫(yī)療影像AI的臨床應用。
另一方面,深度學習本身的“黑盒”、不可解釋的特性使得我們難以對其結果進行分析歸因。不論是出于安全性還是醫(yī)學倫理上的考慮,醫(yī)療影像AI在可預見的未來里仍只能扮演助理角色,難以成為最終的決策者。
除此之外,醫(yī)療影像的分析并不只依賴于圖像自身。醫(yī)生在對影像進行診療時會結合病人的病史、其他檢查、疾病的相關醫(yī)學知識進行綜合考量。
相比之下,醫(yī)療影像AI大多情況下只能依靠圖像內在的特征進行判斷,使得較復雜的、與影像形態(tài)不直接相關的病情分析效果不佳。
不過,作為醫(yī)生的助手,AI的精準檢測可以有效減少漏診情況,幫助醫(yī)生快速定位相關病灶。自動生成的影像分析等數據資料也可以為醫(yī)生提供良好的參考,大大提升他們的工作效率。這一點,在各醫(yī)院影像檢查數量均大幅增長的現在,顯得尤為重要。
除此之外,放射科醫(yī)生其實還扮演著AI的人生導師角色。深度學習算法需要大量的標注數據,這需要放射科醫(yī)生的鼎力支持。比如在肺結節(jié)篩查任務中,醫(yī)生需要預先標注成百上千張CT影像里的肺結節(jié)的具體位置、類型。借助這些訓練數據,算法才能最終找到這些結節(jié)的隱含特征,實現準確的檢測、分析。
目前看來,這場AI+醫(yī)療影像的變革,更多地是從普通馬到汗血寶馬式的漸進性進化,而非從馬匹到汽車的時代革命。
與其擔憂被取代下崗,放射科醫(yī)生更應理性看待AI熱潮,摒除“人工智能”這一名字的神秘光環(huán),理解AI的長處與不足,讓它成為工作的重要助力。