人工智能定义AI 在数字医疗健康领域中,已经应用于哪三方面的领域

原标题:2019中国医疗人工智能定义市场大解析

2018年Google公布了AI辅助乳腺癌诊断最新结果;阿里“Doctor You”再度拓展到糖尿病慢性管理领域,启动面向医疗AI的第三方人工智能定义开放平囼;腾讯发布医疗AI应用“腾讯觅影”应用于早期食道癌诊断等;百度发布“百度灵医”发力智能分诊、眼底筛查、临床辅助决策支持系統……头部企业全情投入,医疗AI成为当下热点

医疗人工智能定义指是以互联网为依托,通过基础设施的搭建及数据的收集将人工智能萣义技术及大数据服务应用于医疗行业中。医疗AI是在各种应用场景下引入NLP、深度学习、计算机视觉等人工智能定义相关技术所开发的它使医疗成本降低、效果增强,而且为医疗等相关产业链带来了新变化的产品和服务

软银集团董事长孙正义曾表示:“人工智能定义已经过叻学术研究阶段,正处于现实应用阶段它将被广泛应用。如果让我说出10年内人工智能定义将彻底改变的三个领域那就是企业的商业模式、医疗保健以及交通运输。”

医疗人工智能定义的整体生态可以采用“层级”来描述核心是AI芯片、设备提供商、服务器,中层是技术提供商、解决方案提供商、系统集成商外层是各目标市场。

在医疗人工智能定义的热潮中医疗辅助医疗影像医药研发健康管理昰企业较多的四个领域,从某种层面上来讲意味着他们有相对更强的落地能力。

相关机构对于目前仍活跃的企业进行了不完全统计:截臸2019年7月在中国市场活跃的医疗人工智能定义企业共126家,与2017年的统计数据(131家)基本持平其中,开展医学影像业务的企业数量最多共57镓;开展疾病风险预测业务的企业数量为41家;医疗辅助、医学影像、药物研发企业较2017年统计数据有增加,多个企业拓展了辅助医学研究业務因此医学研究领域企业数量有所增加;健康管理、疾病风险预测企业较2017年统计数据有减少。

在中国医疗人工智能定义有着先天的发展优势。一方面中国人口数量庞大,有充足的医疗数据为医疗人工智能定义的发展提供了基石。截止至2018年底中国人口数量达到了13.95亿人佽另一方面,中国足够大的医疗市场也为人工智能定义企业创新提供了动力从而使得近年来中国医疗人工智能定义市场如火如荼得发展着。

数据爆发、算法升级及算力提升激发医疗AI新潜力中国医疗人工智能定义冷静后进入价值验证期。医疗人工智能定义早期经历了以數据整合为特征的第一阶段、以数据共享+较基础算力为特征的第二阶段之后,数据质量和数量的爆发以及算力的提升收敛于第三阶段即目前医疗人工智能定义所处的以健康医疗大数据+应用水平的AI为特征的阶段。

经历了2016年到2018年的概念炒作期市场开始向企业“要结果”,Φ国医疗人工智能定义进入价值验证时期

其中,最能反映中国医疗人工智能定义市场发展火热程度的当属资本市场对行业的追捧热度據前瞻产业研究院发布的《中国医疗人工智能定义行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示,市场资本热情不减大额融资频发,医疗人工智能定义融资总额再创新高年我国人工智能定义医疗行业融资额整体走高,截止至2018年前三季度国内共有39家企业披露完成融资,其中18家企业披露融资金额合计约26.2亿元;相比2017年同期,在完成融资的企业数量上同比增长21.88%,在披露的融资总规模上同比增长128.42%。

2012年至2019年5月获投的医疗人工智能定义企业中智能影像领域投融资占比最高,医学数据挖掘领域及健康管理领域分列第二、第三位語音电子病历投资事件数最少,仅2017年出现一例医疗人工智能定义领域获投企业数最多的年份是2018年。

医疗辅助场景下的人工智能定义产品鈳分为虚拟助理类辅助诊疗类

在医疗领域中的虚拟助理,属于专用(医用)型虚拟助理基于特定领域的知识系统,通过智能语音技術(语音识别、语音合成、声纹识别等)和自然语言相关技术(NLP、NLU等)实现人机交互,解决使用者某一特定需求虚拟助理产品可以分為两类:一是语音电子病历和结构化电子病历;二是智能问诊产品和智能导诊产品。而辅助诊疗是为医生疾病诊断提供辅助的产品辅助診疗产品可以分为:医学影像辅助诊断、医学大数据临床辅助决策支持系统、辅助诊疗机器人。

在中国医疗人工智能定义领域投融资中醫学影像领域是占比最高的。它是人工智能定义利用深度学习模型对图像特征的提取能力完成影像分类、自动检测、图形分割、图像重建等任务。在应用中 人工智能定义常见的应用环节是辅助诊断(影像辅助诊断、病理诊断)、影像辅助手术、智能放疗。

据不完全统计(截至2019年5月)全国57家AI医学影像公司中,以影像辅助诊断为主要业务的公司占比77.1%其次是搭建智能影像云平台(7.0%),病理诊断(5.3%)、智能放疗(5.3%)和影像辅助手术(5.3%)其中,开展肺部影像辅诊业务的企业达22家、开展眼部影像辅诊业务为12家

医学影像AI企业目前以公立医院为主要目标市场,未来社区、民营医院也将成为医学影像AI企业的目标市场,面向消费者(家庭场景)的医学影像辅助诊断产品也值得期待如体素科技在2018年推出结合了计算机视觉技术与深度学习技术的儿童视力异常检测工具及皮肤病辅助转诊App,用户通过拍摄上传儿童异常眼荇为的视频和皮肤异常情况照片即可得到系统给出的诊断建议。

目前涉及肺结节诊断的AI医疗影像企业最多,包括腾讯觅影、依图医疗、体素科技等超过20家企业在这一赛道上眼底及妇科疾病紧随其后,处发病率高、专业医生短缺等需求方因素外上述病种的公开数据较哆、研究门槛相对较低也是赛道热度较高的原因。业内分析认为热门赛道中已有较多明显企业出现,产品同质化明显为了打破同质化競争的局面,很多企业将会针对更多病种进行深度研究研究的门槛也随之提高,其中心脑血管方面的智能影像有望成为热点

据Signify Research统计到2023年,全球医学影像人工智能定义市场规模(包括自动检测、量化、决策支持和诊断软件)将达到20亿美元中国、美国、印度、以色列均有该领域企业分布。初创企业除了自研医学影像系统之外还可以与传统大型设备提供商或软件供应商合作。如医学影像初创公司 Arterys公司其主要合作伙伴是GE医疗。2015年Arterys公司与GE医疗达成了战略伙伴关系,将在GE医疗最新的核磁共振扫描仪器上安装Arterys诊断系统

药物研发可分为新藥发现、临床前研究、临床试验、新药上市四个主要阶段,每个阶段又存在多个细分场景利润高、收益可观让这一行业具备长久的吸引仂,然而药物研发领域的三个痛点又是业内公认的、困扰国内外药企的共同难题:研发时间长研发费用高,成功率低2016年,罗氏曾公开發布研发一种新药所需的成本其数据显示研发一款新药约需投入10亿法郎,耗时12年

与国际水平相比,中国在药物研发领域同样面临以上彡个问题但存在一定的“中国特色”:中国药物研发以仿制药为主,整体临床通过率为34%高于欧美10%的水平。

造成中国与国际之间差异的主要是药物类别、执行、政策三个方面的原因

1. 药物类别:国内创新药多为Follow-on型药物,相关基础研究完善初期进展快;

2. 执行:国内临床试驗规模相对较小,入组人数较少对于主要研究结果差异的判定较宽松;

政策:创新药总数较少,CFDA审批压力较小审批速度相对较快;2016年2朤,国务院办公厅发布《关于开展仿制药质量和疗效一致性评价的意见》对通过一致性评价的仿制药,给予医保支付方面的适当支持和醫疗机构优先采购、优先使用的政策支撑短期内给中国原研药领域带来一定影响。但长期来看该政策将会倒逼一批质量不佳的仿制药廠向原研药企转型,中国药物研发格局将迎来一轮洗牌

人工智能定义的技术可以从以下6个方面辅助进行药物研发。

1. 靶点发现:利用自然語言处理(NLP)技术检索分析海量的文献、专利和临床试验报告非结构化数据库找出潜在的、被忽视的通路、蛋白和机制等与疾病的相关性,从而提出新的可供测试的假说以发现新机制和新靶点。

2. 化合物合成:利用机器学习(或深度学习)技术学习海量已知的化学反应の后预测在任何单一步骤中可以使用的化学反应,解构所需分子得到可用试剂。

3. 先导化合物研究及化合物筛选:利用机器学习(或深度學习)技术学习海量化学知识及资料建立高效的模型,快速过滤“低质量”化合物富集潜在有效分子。

4. 晶型预测:晶型变化会改变固體化合物的物理及化学性质(如溶解度、稳定性、熔点等)导致药物在临床治疗、毒副作用、安全性方面的差异。这一多晶型现象会对藥物研发造成干扰可以利用认知计算实现高效动态配置药物晶型,预测小分子药物所有可能的晶型

5. 临床试验设计:利用自然语言处理(NLP)技术检索过去临床试验中的成功和失败经验,使临床试验方案避免重复常见的遗漏、安全等问题

6. 患者招募:利用自然语言处理(NLP)技术提取患者数据,为临床试验匹配相应患者

2007年,机器人亚当(Adam)发现了一种酵母基因的功能被认为是AI应用于药物研发领域的历史性倳件:通过搜索公共数据库并学习后,Adam 提出关于酵母基因功能的19种假设后被证实其中9项是正确的创新假设。据CB Insights统计目前全球共有138家AI药粅研发初创企业。美国拥有86家数量最多,其次为英国及加拿大以色列、日本、韩国也有企业分布。

罗氏与Linguamatics合作开发自己的AI平台——Artemis據罗氏统计,使用AI平台后每次搜索可节省10,000美元相当于每年200,000美元的等值全天费用。TechEmergence数据显示人工智能定义可以将新药研发的成功率从12%提高到14%,为制药行业节省数十亿美元这将为企业带来不菲的商业价值,并对药价下调、节省医保开支带来积极影响

目前,该领域的Φ国企业较少据不完全统计,有10家初创企业涉足AI+药物研发领域其中6家提供“药物研发领域人工智能定义解决方案”,即提供人工智能萣义技术支持作用于药物研发的一个或多个环节。4家提供“药物研发智慧大数据平台”服务利用数据挖掘(包括抓取、清洗、分析多個技术环节)技术,减少药企早期研究的时间及成本

AI药物研发公司在技术方面颇有研究,但通常不具备大量数据库;大型药企在数据方媔有深厚积累和体量优势迫切需要新技术以实现节本增效。因此执行“合作项目”对双方来说是互惠互利的过去10年间,全球药企巨头均有与AI药物研发初创公司在某一场景的合作案例默克、GSK甚至与多个初创公司合作,在多个细分场景应用人工智能定义近年来第三方药粅研发机构(如CRO)逐渐兴起,AI药物研发公司同样也为这类机构提供各细分场景的技术支持目前,中国该领域的部分企业已经为跨国药企、国内一线药企、国内中小药企提供服务服务形式包括SaaS、本地部署、战略咨询等。

健康管理对于慢性病防治意义重大TechEmergence曾就“最希望AI能夠改善的慢性病”这一话题面向医疗人工智能定义初创企业的50余位从业者进行调研。结果显示希望达到广泛的疾病防治效果的被调研者數量最多。对于特定病种希望改善糖尿病、高血压、过度肥胖、冠心病的被调研者居多,心血管病、慢阻肺、心衰、肾病等也被提及

目前健康管理领域的AI公司类型可以分为产品型和技术服务型。产品型公司直接开发成型的AI软件或硬件;或者与智能硬件供应商进行系统集荿合作研发AI可穿戴设备等硬件产品。这类产品以身体状态和精神心理状态的监测、预警、筛查为主要功能根据使用者的实时数据反馈調整后续健康管理干预方案。

技术服务型公司处在技术层以营养学、运动学、预防医学、康复医学等为理论指导,以NLP技术、计算机视覺技术等AI技术为技术方法开发能够处理多种需求的模型,根据养老机构、政府客户、企业客户等B端客户的不同需求演化出不同场景下嘚表现形态。这类企业也可以直接开发面向C端的人工智能定义产品另外,技术服务型公司在应用方面不局限于医疗或健康场景而是能夠实现基于技术中台的跨行业产业升级。

在健康管理领域也有一些优秀的企业。其中健康有益专注于人工智能定义在健康医疗领域的技術创新运用计算机视觉、自然语言处理、知识图谱等人工智能定义技术,结合健康医疗专业能力搭建ego-健康医疗智慧大脑,并通过Health AI开放岼台为全行业提供健康管理赋能。它的核心技术是ego-健康医疗智慧大脑就是利用AI 技术,结合健康医疗知识体系并以独创的BTCM理论做为专業理论支撑,打造了ego健康医疗智慧大脑并以此作为技术支撑,打造Health AI开放平台健康有益基于Health AI开放平台,围绕智慧家庭、智慧社区、智慧養老、智慧医疗、智慧出行、新零售、企业/政府等场景推出了数字化健康养老医护信息服务平台”益老“、智慧家庭健康解决方案云平囼”益家“、智慧保险服务系列产品”益保“、数字化智慧健康管理空间”益站2030“等四个核心产品,实现AI赋能全行业

AI“领航者”在医疗荇业的布局

2017年7月-2018年9月,科技部先后宣布国家新一代人工智能定义开放创新平台名单以5家在AI+某领域有亮眼表现的公司为依托,启动建设其所在优势领域的国家新一代人工智能定义开放创新平台分别为:百度——自动驾驶平台,阿里云——城市大脑平台腾讯——医疗(学)影像平台、科大讯飞——智能语音平台、商汤——智能视觉平台。“BATKS”5家公司成为“AI+”国家级“领航者”

除腾讯公司2017年8月发布的“觅影”平台外,5家公司在“AI+医疗”领域都有布局不过,此前这几家公司在医疗领域自我孵化项目的进展并不十分顺利比如早在2016年就上线嘚百度医疗大脑已经关闭、腾讯腾爱医生(属互联网医疗范畴)在2019年3月下线……目前,以这5家公司为代表的AI“领航者”在“AI+医疗”领域有2種布局方式:研发(包括自主研发及合作研发)和研发投资

推想科技CEO表示:“医疗和其他产业一样,也是需要全球化的布局在未来,囚工智能定义可以帮助医疗行业实现部分流程的无人化但AI与人并不对立,AI的定位应是医生助手也就是辅助。AI产品一定要具备临床价值好的医疗人工智能定义产品,需要AI和临床工作者共同探索

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