電影《普羅米修斯》中有一個橋段,女主通過全自動手術機器人取出寄生在體內的外星生物。電影展現(xiàn)的醫(yī)療AI,給我們帶來了強烈的視覺震撼與對未來無限的遐想!或許某一天電影中的情節(jié)能夠實現(xiàn)。。.
在科幻電影的魅影下,AI在醫(yī)療領域的潛力露出了冰山一角。在AI的洪流的沖擊中,“AI+醫(yī)療”(醫(yī)療AI)隨之發(fā)展而來。
但是AI在醫(yī)療部分領域的偏向性嚴重,是目前面臨的重大問題!國內140余家從事醫(yī)療AI的企業(yè)中,有近120家在做醫(yī)學影像業(yè)務,其中約百家企業(yè)致力于肺結節(jié)影像產品。本應百花爭鳴,無奈卻幾支獨秀。
心血管領域急需AI加入
據世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計,缺血性心臟病和腦卒中分別是全球排名第一和第二的主要死因,心血管疾病目前已成為全球面臨的重大的公共衛(wèi)生問題。
遏制這一趨勢,最好的方法是推廣心血管早篩,早日發(fā)現(xiàn)心血管存在的潛在問題,加速新藥研發(fā)與精準診斷。對于已經確診的患者,應及時檢查以了解病情變化。
然而,以心臟造影為例,每年CTA的檢查量在600萬以上,而冠心病診斷流程復雜,難度也較大,面對設備及人力資源缺乏的問題,無法滿足大量的患者需求,準確度也相對不高。AI的出現(xiàn)為這些心血管領域的痛點帶來了有效解決辦法。
▲CTA檢查就是CT造影檢查,有支氣管動脈、腦血管、冠脈、肺動脈等CTA檢查
但是相比而言,心血管疾病的診斷流程更為復雜,技術門檻太高。例如:冠脈CT圖像需要經過復雜的三維重建,進而診斷出血管的起源、走形、血管壁的斑塊、管腔狹窄等,這是一個高難度和極具挑戰(zhàn)的場景。此外,是否有支撐起這個領域的高標準、高質量的標注數(shù)據庫,這是需要考量的要素。令國內很多AI公司在心血管領域望而卻步。
但面對如此大的市場誘惑,并非沒有企業(yè)敢于踏入技術“冷門”。
跳出紅海,踏入“冷門”
仍然有一些企業(yè)選擇跳出AI爭奪的紅海領域,投資心血管領域,去尋求更多的市場空間。
?、?數(shù)坤科技:心血管影像AI輔助診斷系統(tǒng)
數(shù)坤科技公司成立于2017年6月,其核心技術包括AI三維重建、血流動力學分析、手術規(guī)劃和導航、智能疾病管理等。
數(shù)坤科技公司在2018年推出了全球首個心血管影像AI輔助診斷系統(tǒng)CoronaryDoc。CoronaryDoc 系統(tǒng)在心血管治療中可以自動抓取 CT 圖像,并進行三維重建、判讀,輸出標準化報告。而后醫(yī)生只要對 AI 給出的結果進行確認,或根據自己判斷加以修改即可,不需要再分步驟確認。
整個過程很簡單,可以完美地整合到醫(yī)生的工作流程中,提升醫(yī)生的工作效率和質量。
目前,這個系統(tǒng)已經進入國內上百家醫(yī)院,進入臨床診斷全流程,將影像智能后處理、AI疾病診斷與AI報告與打印全流程打通。隨后公司宣布其頭頸 CT 智能輔助診斷系統(tǒng)即將上線,可對頭頸血管內存在的粥樣硬化性狹窄、動脈瘤、常見血管變異等進行自動識別和病變程度評估,為影像科醫(yī)生提供頭頸疾病的智能輔助診斷及全流程智能輔助。
?、?凱沃爾:國內首項獲得FDA批準的人工智能心電產品
凱沃爾電子有限公司成立于2002年9月,是國內首家將人工智能技術應用于心電自動分析診斷領域的醫(yī)療器械企業(yè)。
2018年11月19日,凱沃爾自主研發(fā)的心電圖人工智能自動分析診斷系統(tǒng)“AI-ECG Platform”獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局的注冊批準,成為國內首項獲得美國 FDA 批準的人工智能心電產品。
AI-ECG Platform診斷項目覆蓋心電圖診斷、心律失常(特別是早搏、心動過速、逸搏、傳導阻滯和房顫房撲等方面),較傳統(tǒng)心電圖分析診斷方法,準確性達到 95.0%以上。
此外該系統(tǒng)在臨床常規(guī)靜態(tài)心電圖的分析診斷、動態(tài)心電圖的實時監(jiān)護及預警,以及床旁監(jiān)護或家庭監(jiān)測等多個方面都有應用。
AI在心血管領域的作用
這些成就推動著國內醫(yī)療AI公司(騰訊覓影,圖瑪深微,匯醫(yī)慧影,樂譜醫(yī)療)加大對心血管領域的投入。而AI在心血管領域的應用卻不僅僅如此!
① 加速心血管新藥研發(fā)/開發(fā)
AI可應用于心血管藥物研發(fā)的的不同環(huán)節(jié),包括新藥開發(fā)、篩選生物標志物等。
新藥開發(fā):拜爾制藥公司將AI應用于心血管病新藥研發(fā)過程。通過開發(fā)虛擬篩選技術,以取代或增強傳統(tǒng)的高通量篩選(HTS)過程,在同一時間進行數(shù)以百萬計的試驗,找出最有潛力達到目標的化合物,提高心血管藥物發(fā)現(xiàn)的“命中”幾率。
篩選生物標志物:谷歌Verily從2016年就開始構建自己的數(shù)據集,追蹤來自不同背景的100萬參與者的健康數(shù)據其中包括近半的心血管領域疾病患者,通過這些數(shù)據的結合,Verily期望能夠找到關于心血管疾病更多的基因數(shù)據與生物標志物,并且這個數(shù)據集還在不斷的擴充。
② 幫助心血管臨床輔助診斷
AI技術還可以用于心血管輔助臨床決策。通過讓計算機“學習”專家醫(yī)生的醫(yī)療知識,模擬醫(yī)生的思維和診斷推理,從而給出可靠診斷和治療方案。
其中較典型的輔助治療案例是“iHeart”項目 —— 心血管信息化研究平臺建設及臨床決策輔助診療系統(tǒng)優(yōu)化項目。
iHeart項目是由中國心血管健康聯(lián)盟,神州醫(yī)療創(chuàng)建的。該項目通過建設覆蓋全國范圍的心血管臨床科研協(xié)作網絡,利用大規(guī)模人群數(shù)據進行大數(shù)據分析,從而建設完善的心血管領域臨床決策支持系統(tǒng),幫助輔助診斷。
?、?應用于心血管影像智能分析
Arterys作為將AI應用于心血管影像的佼佼者。在2017 年初,其旗下的產品 Arterys Cardio DL 獲得 FDA 批準,用于分析心臟 MRI 圖像。這也是 FDA 批準的第一個用于臨床的基于云計算和深度學習的分析軟件。它可以幫助醫(yī)生進行全自動而且可編輯的心室分割,提供心室功能的準確計算,更精準、更快捷的做影像智能分析。
另外 HeartFlow 公司的產品心血管血液動力仿真輔助診斷軟件在 2014 年就獲得了 FDA 批準用于醫(yī)學影像。這項技術通過 CT 掃描采集的三維的主動脈和心臟模型計算出血流儲備分數(shù)(FFR),能夠讓醫(yī)生更準確的評估心臟堵塞癥狀與血流情況,進而做出更快、更精準的診斷,可以減少不必要的有創(chuàng)檢查,降低醫(yī)療成本和患者負擔。
?、?推動心血管精準治療
AI應用于心血管領域,可以極大程度的使心血管疾病在發(fā)病前期就能被診斷,找到發(fā)病的關鍵分子靶點。通過使用藥物來攻擊疾病靶點,更加精準、療效更高、副作用更小。這些早期的融合開創(chuàng)了精準預防,精準治療的新時代。
然而心血管疾病并不是單一因素導致的,它是遺傳與環(huán)境共同作用的結果,相當?shù)膹碗s。目前雖然知道心血管疾病的遺傳度在40%以上,但是人們對遺傳因素還是知之甚少。
而科學家們可以利用AI數(shù)據分析,進行基因測序,找到心血管遺傳病的突變基因,從而迅速確定對癥藥物,快速而精準,省去患者嘗試各種治療方法的時間。
另外還可以通過利用AI與龐大的數(shù)據庫結合,建立醫(yī)生的臨床輔助決策系統(tǒng),幫助醫(yī)生進行診斷。降低醫(yī)生因主客觀因素所帶來的誤差,提高醫(yī)療水準和效率。
目前300多種單基因心血管疾病已經解決200多種,AI在其中給了很大的助力!
不止如此,AI在心血管領域康復醫(yī)學、生物醫(yī)學研究等領域都有廣闊的前景。
當我們談起未來醫(yī)療,它該是什么樣的呢?大概我們都會想起科幻電影當中的一些場景:高科技感、高度舒適以及高度精準,而這些的背后都需要AI的支持。
AI無論在心血管領域還是整個醫(yī)療領域給我們帶來了無限的遐想!無論是智能機器人、微創(chuàng)醫(yī)療還是3D影像下的精準醫(yī)療,這些電影中展現(xiàn)的情節(jié)或許某一天人們能夠做到。
而為了迎接這一天的到來,AI還有很長的路要走!