脑科AI如何从诊断跨越至临床决策?同心医联提供了创新方案
来源: 创新网 作者: 2021年06月07日 09:26

与探索浩瀚的宇宙相比,同样激动人心的,是探索人类自身,脑科学将是人类下一个科技高地。


2020年11月,我国“十四五规划和2035年远景目标”指出我国在人工智能和脑科学等前沿科技攻关领域,将实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。脑科学被纳入国家战略发展层面,其重要性不言而喻。

中国脑计划“一体两翼”关注脑科学的基本问题:“重大脑科疾病的诊断与治疗”与“类脑人工智能的研发”。其中,在重大脑科疾病的诊断和治疗这条赛道上,将有机会诞生市值千亿的独角兽企业。对脑科疾病领域的关注,也让专注脑科AI科技医疗平台的同心医联,进入到了我们视野之中。

 脑科AI千亿级蓝海市场,

多模态AI诊断造就技术壁垒


根据《2020中国卫生健康统计年鉴》,2019年居民主要疾病死亡率中,脑血管病仅次于恶性肿瘤及心脏病。其中,2019年城市居民脑血管病死亡率为129.41/10万,农村居民脑血管病死亡率为158.63/10万,预计每年因脑血管病死亡人数超过180万人。

此外,脑科神经退行性疾病如阿尔茨海默症(AD)患病人群高达800万人,癫痫患病人群高达900万人。随着老龄化程度加深,神经退行性疾病患者人数将进一步增加。

 

脑科AI存在一个价值千亿的市场,但并非所有企业都能掘金这一市场。究其原因,由于脑科疾病的复杂性,脑科AI属于专业壁垒较高的领域:


1、政策因素影响,医院需求临床AI产品


随着医疗改革深入,带量采购和DRGS/DIP按病种付费等控费方式的实施,促使医院和医生改变治疗路径。从长远来看,医院存在购置能够精准诊断患者并可用于临床决策产品的动力。毕竟,脑科疾病诊断和治疗的复杂性,让医生更为关注“是否应进行手术治疗、手术并发症风险如何”等问题,能够提供AI工具帮助医生进行精准诊断和治疗决策的临床脑科AI产品极具市场潜力。

 

比如,脑动脉瘤是大脑中的“不定时炸弹”,中国潜在脑动脉瘤患者有7000万人,但只有0.5%至1%的患者脑动脉瘤会破裂。以往,医生发现脑动脉瘤后会倾向于手术。但随着临床AI工具助推精准诊疗的实施,大部分患者不需要进行手术,可以采用保守治疗。减少不必要的手术有利于减少患者损伤和痛苦,也有利于推进医保控费。


同心医联动脉瘤AI产品


以往,AI产品更多地聚焦于辅助医技影像科室,但单凭图像识别技术不足以应对临床复杂的脑科疾病问题。图像识别仅能获得病灶的形态学指标,如病灶位置和大小等信息。但脑科临床医生还关注血流动力学特征,需要获取管壁剪切力和平均压力等诸多信息。


同心医联在图像分割和血流动力学等方面做了大量探索,其掌握了多重影像识别与分析技术,包括在100秒内将大脑影像自动分割成113个脑组织结构全脑分割算法、针对3毫米以上病灶实现自动识别且准确度高达94.58%的病灶识别技术,以及自动血管重建技术等。其血流动力学算法,可以高效计算11项血流动力学指标并应用于临床。基于上述技术,同心医联构建了高维度的多模态AI分析诊断方案。

2、传统深度学习算法临床应用受限,亟需创新算法


医疗领域采用深度学习算法存在两个问题:一是结果不可解释、二是模型泛化性较差。深度学习采用黑盒训练,结果是如何生成的,很难获知答案。要获得良好预测结果,需要训练数据跟应用数据分布一致,但现实中,两者存在较大差异,导致预测结果不佳,甚至模型崩溃。为此,深度学习技术需要改进方能更好应用于医疗领域。

同心医联是国内首家将“因果推断”与“深度学习”技术相结合的科技企业。创新算法的采用,可以有效甄别出统计学的混杂因素,找出真正具有因果关系的疾病关联指标,实现不同数据分布状态下的稳定预测。通过统一算法平台解决不同的脑科疾病问题,大幅度提高了算法的泛化性和可解释性。其“人工智能平台格物Neosoph”,已作为协和医院国家医学中心重点项目进行了申报,致力于解决核心技术卡脖子的问题。

 

影像识别+血流动力学+因果推断技术路径非常适合应对脑科这种复杂医学问题,经过两年的随访校验,同心医联动脉瘤稳定性预测模型实现超过85%预测准确率。曾有名5岁的小患者,家长为其是否进行脑动脉瘤手术犹豫不止:如果不手术,动脉瘤一旦破裂风险极大;如果手术,家长担忧手术对孩童大脑发育有着负面影响。经过同心医联动脉瘤风险模型评估,在医生指导下,对患者采用了保守治疗并持续跟踪随访,为孩童留下了健康童年。


中华医学会神外主委王硕主任和同心医联CEO刘伟奇合影


基于前期研究,2021年,在中华医学会神经分会王硕主任委员的支持下,天坛医院和同心医联在中华医学会和中国卒中协会立项启动了“百家区域医疗中心动脉瘤人工智能平台”项目,联合国内知名23家大医院和清华大学、中科院深圳先研院,建立了世界最大的动脉瘤病历库,并将应用同心医联动脉瘤产品。与此同时,动脉瘤的临床指南起草已于5月启动,同心医联作为唯一参与企业单位,未来其也将配合临床指南落地进行产品推广。

 

同心医联动脉瘤人工智能三类医疗器械注册证也在紧锣密鼓的申请之中,目前这也可能是动脉瘤风险评估领域速度最快的申报产品。其产品目前正在进行临床试验,预计2022年上半年获得审批。


早期布局,资本加持,多款脑科AI产品认证中


致力于打造脑科AI科技医疗平台,并初步取得今天的成效,与同心医联长期深耕布局有关。


同心医联以脑科AI产品为导向,实现了资源的积淀。2014年成立的同心医联,通过搭建线上影像检查平台,与大量医院客户达成了合作。随后与医院合作的影像中心,在完成商业闭环的同时积累了大量数据。其互联网医院多年积累了超过2900万影像病历数据,67%的患者拥有病史。基于前期积淀,其根据神外科、神内科、神经介入科医生需求,开发了超过40个特色诊断产品。当前,其产品覆盖超过500家线下医疗机构,70%以上收入来自于特色诊断产品。

同心医联脑肿瘤AI产品


同心医联与国内顶尖医院和大学达成了深度合作。过去7年,同心医联与天坛医院、宣武医院、协和医院等顶尖神经科团队118位KOL就课题开展、产品研发等达成了长期深度合作。基于不断开展的合作与研究,同心医联于2020年获得了其第一个医疗器械Ⅱ类证,目前其有5款脑科AI产品正进行医疗器械临床报证工作。其中听神经瘤、阿尔茨海默症等产品即将于近期获批。此外,包括全脑血管三维重建和分析、脑梗风险评估和预测、脑出血风险评估和预测等多款产品,同心医联也正在研发中。

 

技术和产品具备实力的企业,在资本市场往往更受欢迎。资本加持也体现着对同心医联的认可。同心医联迄今已完成了四轮融资,投资方不乏大牌明星投资机构,诸如联想之星、君联资本、经纬中国、中金资本等等。

对于下一步的发展,同心医联CEO刘伟奇表示,将持续深耕脑科学领域,针对脑科疾病实现精准诊疗,通过提供具备临床价值的产品,帮助患者解决问题,实现同心医联“让生命历程更少痛苦,更有尊严”的使命愿景。

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