AI如何定義未來醫(yī)療？附國內(nèi)人工智能醫(yī)療影像企業(yè)盤點

近年來，人工智能(AI)以各種方式進入了日常生活，從智能手機的語言識別工具到金融交易的分析，到自動駕駛汽車的算法，以及各種棋盤游戲，醫(yī)學(xué)影像非常有可能是不久后的一個根本性的轉(zhuǎn)變。

AI智能影像產(chǎn)品可以幫助放射科醫(yī)生提升診斷的準(zhǔn)確率、節(jié)省工作量不斷加大的放射科醫(yī)生的時間，以及可以進行良惡性檢測和自動生成檢測報告等。本文將從國外媒體報道和國內(nèi)AI醫(yī)療影像企業(yè)盤點兩方面來解讀。

用人工智能給醫(yī)學(xué)影像增加價值

在未來的5到10年內(nèi)，人工智能很可能從根本上改變診斷成像。雖然這絕不能取代放射科醫(yī)生，但它可以幫助滿足日益增長的成像檢查需求，防止診斷錯誤，并使生產(chǎn)力持續(xù)提高。

人工智能時代的影像

“很容易預(yù)測到，人工智能將越來越多地應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中，”意大利醫(yī)生Francesco Sardanelli在一篇關(guān)于放射學(xué)主導(dǎo)趨勢的社論中評論道。

同樣的，根據(jù)最近的一項民意調(diào)查，超過50%的醫(yī)學(xué)領(lǐng)導(dǎo)者期望人工智能在監(jiān)測和診斷方面的發(fā)揮重要的作用。盡管在成像領(lǐng)域的某些方面，人工智能已經(jīng)是一種常見的應(yīng)用，但市場分析預(yù)測到在未來5到10年，人工智能將進一步發(fā)光發(fā)熱。一些新的人工智能方法，如“深度學(xué)習(xí)”，可以為定量、標(biāo)準(zhǔn)化和個性化成像鋪平道路，同時有助于防止診斷錯誤，同時還能持續(xù)提高生產(chǎn)力。

哈佛醫(yī)學(xué)院的放射學(xué)家基思·德雷爾(Keith Dreyer)在美國的一次專家會議上強調(diào)，“有意義的人工智能將會提高質(zhì)量、效率和結(jié)果”，根據(jù)最近的一項民意調(diào)查，超過50%的全球衛(wèi)生保健領(lǐng)導(dǎo)人期望人工智能在監(jiān)測和診斷方面的作用能夠擴大。

改變準(zhǔn)則的挑戰(zhàn)

有幾個因素同時使AI融入放射學(xué)中。首先，在世界上許多國家，隨著對診斷成像的需求不斷上升，在放射學(xué)方面接受培訓(xùn)的醫(yī)生遇到了短缺問題，這就導(dǎo)致了對工作效率和生產(chǎn)力更高的需求。例如，在2012年至2015年期間，英國的放射科顧問工作人員增加了5%，而同期CT和MR掃描的數(shù)量分別增加了29%和26%。如今，基本上放射科醫(yī)生每3 - 4秒就要解釋一個圖像。

其次，隨著數(shù)據(jù)的不斷增多，如今掃描儀的圖像分辨率不斷提高。事實上，醫(yī)療數(shù)據(jù)的總體數(shù)據(jù)每三年翻一番。放射學(xué)在未來很有可能會從定性解釋轉(zhuǎn)為定量準(zhǔn)則，從廣泛的數(shù)據(jù)集中推導(dǎo)出臨床相關(guān)的信息。“圖像不僅僅是圖片，它們更是數(shù)據(jù)，”美國國家放射學(xué)家Robert Gillies和他的同事們說。然而，這種轉(zhuǎn)換需要很多自動化程序，至少其中一部分會在人工智能領(lǐng)域中出現(xiàn)。

最重要的是，錯誤診斷是一個尚未解決的問題。研究表明，有大概4%的錯誤診斷概率，錯誤率根據(jù)各個案例不同而變化，并且嚴(yán)重依賴于程序。此外，被忽視的病理結(jié)果不僅導(dǎo)致更糟糕的患者結(jié)果，而且也導(dǎo)致患者買單的機會。

人工智能可以幫助克服這些挑戰(zhàn)，對于有效率的、基于數(shù)據(jù)的、且容易出錯的診斷來說，AI是不可或缺的一部分。該領(lǐng)域一系列驚人的進展為這種樂觀提供了足夠理由。

讓AI成為臨床的一部分

人工智能在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的應(yīng)用并不算是新的，然而算法在目前是新的，它比傳統(tǒng)的應(yīng)用更強大。與以往的人工智能方法不同（美國在上世紀(jì)90年代末首次引入人工智能技術(shù)，主要用來篩查乳房x光檢查，然而這有許多缺點），如今的技術(shù)會被證明是革命性的。

特別是深度學(xué)習(xí)，一種創(chuàng)新的機器學(xué)習(xí)方法，是分析成像數(shù)據(jù)的非常有力工具。深度學(xué)習(xí)依賴于被稱為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNs)的計算機程序，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)受到大腦中神經(jīng)生物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，在圖像識別任務(wù)中，這樣的ANNs的錯誤率現(xiàn)在只有幾個百分點。

例如，一項初步研究表明，當(dāng)使用兩種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行圖像分析，放射科醫(yī)生僅僅評估可疑病例的情況下，幾乎所有的肺結(jié)核病例都可以在胸片上檢測到。這樣的工作流程可能具有重大的實際意義，特別是在那些缺少放射科醫(yī)生的地區(qū)。其他的臨床人工智能應(yīng)用范圍包括CT的肺結(jié)節(jié)的改進檢測、對腦組織和神經(jīng)疾病的定量分析、成像生物標(biāo)記、對心血管病人的死亡率風(fēng)險評分。

今天，人工智能已經(jīng)在加速放射科的工作。例如西門子Healthineers開發(fā)了一款基于AI的診斷軟件“syngo.via”。它可以自動檢測解剖結(jié)構(gòu)、獨立給椎體和肋骨編號、幫助精確的覆蓋不同的測試。公司目前擁有400項專利和申請，并支持與頂級醫(yī)院開展各種研究合作，以推廣該領(lǐng)域。

顯然，在實踐中實施人工智能將需要跨學(xué)科合作，所以放射學(xué)專家在其中發(fā)揮了重要作用。對于證明每一種新算法的益處、考慮許可程序和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求來說，這也是至關(guān)重要的。

然而，先進的人工智能方法很可能會在診斷成像中設(shè)置一個基準(zhǔn)，不僅允許更高的自動化和生產(chǎn)力，而且還史無前例地使用了超出人類認(rèn)知限度的定量成像數(shù)據(jù)。

“這些即將到來的發(fā)展并不會取代醫(yī)生的角色,但將為醫(yī)生們提供高度精確的工具來檢測疾病、以一種容易理解的方式來分層風(fēng)險、優(yōu)化特定病人的治療方式和進一步的測試,”洛杉磯 Cedars-Sinai 醫(yī)療中心的Piotr Slomka和他的同事在最近的一次專家評審中寫道。

具體地說，在一些領(lǐng)域，比如說心臟成像，已經(jīng)形成了定量導(dǎo)向，人工智能的采用可能非常迅速。然而，在許多其他領(lǐng)域，基于人工智能的算法很快就會把它們自己變成虛擬的“第二讀者”，從而使放射學(xué)朝著更有價值和更高效的治療方向發(fā)展。

國內(nèi)AI醫(yī)療影像企業(yè)盤點

| 騰訊：騰訊覓影

騰訊覓影是騰訊AI技術(shù)運用在醫(yī)療領(lǐng)域的首款產(chǎn)品，目前推出了早期食管癌篩查、早期肺癌篩查、糖尿病視網(wǎng)膜病變系統(tǒng)和乳腺癌早期篩查。騰訊覓影利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析病人的鉬靶圖片，可以幫助醫(yī)生實現(xiàn)兩大功能：找到疑似病灶（包含腫塊灶和鈣化灶）的位置；分析病人患有惡性腫瘤的風(fēng)險。

| 阿里云：ET醫(yī)療大腦

阿里云的ET醫(yī)療大腦推出了CT輔助標(biāo)注肺部病變功能，協(xié)助醫(yī)生提升早期肺癌檢測的準(zhǔn)確度， 降低臨床誤診率。雖然只推出了一種疾病篩查系統(tǒng)，但ET醫(yī)療大腦有許多其他輔助醫(yī)療的功能，如醫(yī)療語音識別、臨床數(shù)據(jù)醫(yī)療和面部皮膚檢測分析。

| 依圖科技：智能CT輔助診斷

依圖科技也推出了智能CT輔助診斷系統(tǒng)，目前只針對胸部，實現(xiàn)肺部疾病的篩查。關(guān)鍵的設(shè)計是對病灶進行大小和解剖學(xué)定位。在技術(shù)方面，8毫米以下的結(jié)節(jié)能夠達到92%確認(rèn)率。在效率方面，可以幫助醫(yī)生實現(xiàn)花1-2分鐘就可以出診斷報告。依圖科技的產(chǎn)品已經(jīng)在幾十家三甲醫(yī)院的影像中心落地，是國內(nèi)落地應(yīng)用最快的AI醫(yī)療產(chǎn)品之一。

| 推想科技：智能CT輔助篩查&X線輔助篩查

與依圖科技類似，也推出了CT智能輔助篩查產(chǎn)品，可以完成早期肺癌篩查。另外還推出了智能X線輔助篩查產(chǎn)品(AI-DR），能夠?qū)π男夭课坏?0多種不同病灶進行判斷。值得注意的是，在肺結(jié)節(jié)檢測上，智能X線輔助篩查產(chǎn)品在合作醫(yī)院試用過程中檢測出數(shù)例險些被遺漏的肺癌病例，為放射影像診斷的質(zhì)量提供了保障。

| 零氪科技：肺結(jié)節(jié)智能診斷系統(tǒng)

目前推出了肺結(jié)節(jié)智能診斷系統(tǒng)，其中包含了5項服務(wù)，包括結(jié)節(jié)初篩、Double Check、癌癥早診、良惡性鑒別和輔助醫(yī)生撰寫報告。官方稱可實現(xiàn)毫秒級讀片速度，90%以上專科精度。同其他AI醫(yī)療影像企業(yè)一樣，零氪科技的產(chǎn)品亦可做到削減醫(yī)生讀片時間、降低誤診和漏診的概率，并且提高基層醫(yī)院的醫(yī)療水平。

| 圖瑪深維：σ-Discover Lung（肺結(jié)節(jié)診斷）系統(tǒng)

圖瑪深維開發(fā)了σ-Discover Lung系統(tǒng)，能夠對肺結(jié)節(jié)進行檢測，并對肺結(jié)節(jié)良惡性做出定量分析。該系統(tǒng)是基于NVIDIA的深度學(xué)習(xí)平臺與GPU技術(shù)開發(fā)的，可以增加結(jié)節(jié)檢測敏感性、降低假陽性率、并且提高肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別的準(zhǔn)確度。目前國內(nèi)有超過50家三甲醫(yī)院的放射科已進行試用。并且公司的新一期產(chǎn)品在美國癌癥協(xié)會的LIDC-IDRI數(shù)據(jù)庫上取得了98.5%的可靠性。

| 深睿醫(yī)療：Dr.WISE CAD醫(yī)療影像診斷系統(tǒng)

深睿醫(yī)療現(xiàn)階段的推出的產(chǎn)品為Dr.WISE CAD醫(yī)療影像診斷系統(tǒng)，主要應(yīng)用于肺癌的檢查、分析、隨訪及輔助決策。目前，該款產(chǎn)品已經(jīng)在北京協(xié)和醫(yī)院、北大醫(yī)院等數(shù)十家三甲醫(yī)院進行臨床試用。

| 匯醫(yī)慧影：智慧影像云、數(shù)字智能膠片系統(tǒng)

匯醫(yī)慧影的產(chǎn)品是智慧影像云和數(shù)字智能膠片系統(tǒng)。智慧影像云是一個影像數(shù)據(jù)管理平臺，它具有院內(nèi)移動化、遠程辦公等功能，如果醫(yī)生需要的話，可以帶著影像查房，并向患者展現(xiàn)說明他的病情。醫(yī)生不在醫(yī)院時，遠程辦公可以讓醫(yī)生隨時拿出手機、平板就能閱片。數(shù)字智能膠片系統(tǒng)，可以讓醫(yī)院影像科不用再打印紙質(zhì)膠片，醫(yī)院可直接將DICOM格式的影像數(shù)據(jù)和檢查報告?zhèn)鬏斨粱颊哔~號中，患者使用電腦、平板、手機就能查看到自己的影像圖像和檢查報告，簡化了影像輸出流程。

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