電影《普羅米修斯》中有一個橋段,女主通過全自動手術(shù)機器人取出寄生在體內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)。,。.
在科幻電影的魅影下,AI在醫(yī)療領(lǐng)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(lǐng)域的偏向性嚴重,,是目前面臨的重大問題,!國內(nèi)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(jié)節(jié)影像產(chǎn)品,。本應百花爭鳴,,無奈卻幾支獨秀。
心血管領(lǐng)域急需AI加入
據(jù)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(jīng)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(lǐng)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(shù)門檻太高,。例如:冠脈CT圖像需要經(jīng)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(lǐng)域的高標準、高質(zhì)量的標注數(shù)據(jù)庫,,這是需要考量的要素,。令國內(nèi)很多AI公司在心血管領(lǐng)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(shù)“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(lǐng)域,投資心血管領(lǐng)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(shù)包括AI三維重建、血流動力學分析,、手術(shù)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(jié)果進行確認,或根據(jù)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(zhì)量,。
目前,這個系統(tǒng)已經(jīng)進入國內(nèi)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(nèi)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(nèi)首項獲得FDA批準的人工智能心電產(chǎn)品
凱沃爾電子有限公司成立于2002年9月,,是國內(nèi)首家將人工智能技術(shù)應用于心電自動分析診斷領(lǐng)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(nèi)首項獲得美國 FDA 批準的人工智能心電產(chǎn)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(lǐng)域的作用
這些成就推動著國內(nèi)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(lǐng)域的投入,。而AI在心血管領(lǐng)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(shù),,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(gòu)建自己的數(shù)據(jù)集,,追蹤來自不同背景的100萬參與者的健康數(shù)據(jù)其中包括近半的心血管領(lǐng)域疾病患者,,通過這些數(shù)據(jù)的結(jié)合,Verily期望能夠找到關(guān)于心血管疾病更多的基因數(shù)據(jù)與生物標志物,,并且這個數(shù)據(jù)集還在不斷的擴充,。
② 幫助心血管臨床輔助診斷
AI技術(shù)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(wǎng)絡,,利用大規(guī)模人群數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析,,從而建設完善的心血管領(lǐng)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)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(lǐng)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(guān)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(jié)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(jù)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(jù)庫結(jié)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(jīng)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(lǐng)域康復醫(yī)學、生物醫(yī)學研究等領(lǐng)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(lǐng)域還是整個醫(yī)療領(lǐng)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!