醫(yī)學(xué)影像AI進(jìn)入后深度學(xué)習(xí)時(shí)代 市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大

隨著人口老齡化的加劇以及民眾健康意識(shí)的提升，醫(yī)學(xué)影像檢查次數(shù)每年以超過30％的速度增加，而影像科醫(yī)生每年的增長(zhǎng)速度不到5％，這里面存在著嚴(yán)重的供需失衡。

深度學(xué)習(xí)技術(shù)在圖像領(lǐng)域的突破使得在醫(yī)療影像中應(yīng)用AI技術(shù)進(jìn)行輔助診斷即將普及，在后深度學(xué)習(xí)時(shí)代，醫(yī)學(xué)影像AI現(xiàn)階段能解決什么問題？其中又有哪些瓶頸？未來會(huì)帶給我們?cè)鯓拥南胂?？無數(shù)的問號(hào)等待揭曉。

醫(yī)學(xué)影像AI的市場(chǎng)規(guī)模

據(jù)《醫(yī)療影像的市場(chǎng)圖譜和行業(yè)發(fā)展分析》推算，2020 年我國(guó)醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到6000 － 8000 億人民幣，其中即便診斷環(huán)節(jié)只占20％左右，也是一個(gè)千億級(jí)別的市場(chǎng)。

根據(jù)Global Market Insight的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：藥物研發(fā)在全球醫(yī)療AI市場(chǎng)中的份額最大，占比達(dá)到35％；智能醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)則為第二大細(xì)分市場(chǎng)，并將以超過40％的增速發(fā)展，在2024年達(dá)到25億美元規(guī)模，占比25％。

目前醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的年增長(zhǎng)率約為30％，而放射科醫(yī)師數(shù)量的年增長(zhǎng)率只有4．1％，放射科醫(yī)師數(shù)量增長(zhǎng)遠(yuǎn)不及影像數(shù)據(jù)增長(zhǎng)。

除了既有市場(chǎng)帶來的新需求，醫(yī)聯(lián)體建設(shè)的推進(jìn)和第三方醫(yī)學(xué)影像服務(wù)市場(chǎng)的發(fā)展也為市場(chǎng)帶來了新的機(jī)會(huì)。

市場(chǎng)的供需不平衡，與AI技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域應(yīng)用的巨大可能，推動(dòng)了大量創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)涌入醫(yī)學(xué)影像AI的領(lǐng)域。有數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)人工智能＋醫(yī)學(xué)影像的活躍企業(yè)已經(jīng)超過 70 家。

據(jù)國(guó)家衛(wèi)計(jì)委統(tǒng)計(jì)，我國(guó)病理注冊(cè)醫(yī)生在1萬人左右，按照每百?gòu)埓才鋫?名病理醫(yī)生的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，全國(guó)病理科醫(yī)生缺口達(dá)4萬人。所以通過AI的方式輔助影像科醫(yī)師進(jìn)行診斷將滿足市場(chǎng)剛需。

智能影像識(shí)別分類多空間大

智能影像識(shí)別市場(chǎng)分類多、空間大，人工智能方法在醫(yī)學(xué)圖像處理中的應(yīng)用十分廣泛，涉及醫(yī)學(xué)圖像分割、圖像配準(zhǔn)、圖像融合、圖像壓縮、圖像重建等多個(gè)領(lǐng)域。

①放射類：通過射線成像了解人體內(nèi)部的病變情況，形成影像。對(duì)該影像智能識(shí)別的目的在于標(biāo)注病灶位置。

②放療類：在制定放療方案之前，醫(yī)生需要通過成像設(shè)備對(duì)靶區(qū)進(jìn)行定位，從而形成影像。對(duì)該影像智能識(shí)別的目的在于進(jìn)行靶區(qū)自動(dòng)勾畫，由于放療需要?dú)⑺兰?xì)胞，病變區(qū)域勾勒的越準(zhǔn)確越好，對(duì)智能影像識(shí)別準(zhǔn)確率要求高。

③手術(shù)類：對(duì)CT等影像通過3D可視化等技術(shù)，進(jìn)行三維重建，幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)前規(guī)劃，確保手術(shù)的精確性。

④病理類：病理診斷是最終確診環(huán)節(jié)，MRI、CT、B超等影像判讀的正確與否要參考病理診斷的結(jié)果。傳統(tǒng)的病歷檢驗(yàn)是醫(yī)生在顯微鏡下直接讀取病歷涂片，現(xiàn)在數(shù)字化病理系統(tǒng)使得AI讀片成為可能。

醫(yī)療影像AI算法的變化

醫(yī)學(xué)影像并不是AI應(yīng)用的第一個(gè)場(chǎng)景，許多企業(yè)的AI技術(shù)源于計(jì)算機(jī)視覺的遷移，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)病種的特征進(jìn)行訓(xùn)練、優(yōu)化。遷移算法的優(yōu)勢(shì)在于開發(fā)者可以迅速切入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，能加速醫(yī)療AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

今年算法的變化主要變化在兩個(gè)方面，一方面，傳統(tǒng)遷移算法通過數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)不斷優(yōu)化，魯棒性、準(zhǔn)確率等指標(biāo)都有明顯上升；另一方面，部分AI影像企業(yè)拒絕使用開源算法，而選擇針對(duì)AI影像自建算法。

兩種模式有擁有各自的優(yōu)勢(shì)，但要完全突破現(xiàn)有AI技術(shù)的瓶頸，或許單單的算法并不能完全解決問題，從基因等其他因素出發(fā)，全方位的看待問題，或許是另一條出路。

變現(xiàn)場(chǎng)景和商業(yè)模式多樣化

僅就醫(yī)療圖像智能識(shí)別而言，潛在的變現(xiàn)方式包括：作為單獨(dú)的軟件模塊向醫(yī)療機(jī)構(gòu)銷售、與PACS等系統(tǒng)合成向醫(yī)療機(jī)構(gòu)銷售；與CT、X光機(jī)等設(shè)備合作形成軟硬件一體化解決方案向醫(yī)療機(jī)構(gòu)銷售；通過遠(yuǎn)程醫(yī)療等方式服務(wù)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)；通過互醫(yī)療影像創(chuàng)業(yè)公司處于發(fā)展初期。

目前國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司大概為59家。隨著行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)參與者的數(shù)量將首先不斷提升，最后由分散走向集中。隨著行業(yè)數(shù)據(jù)整合與共享機(jī)制的建立、模型訓(xùn)練的成熟、商業(yè)模式的確立，以及部分企業(yè)CFDA認(rèn)證的率先通過，先發(fā)企業(yè)將逐步建立技術(shù)壁壘和商業(yè)壁壘，推動(dòng)市場(chǎng)走向集中。

從變現(xiàn)對(duì)象看，基層醫(yī)院因?yàn)橹委熕剑t(yī)療資源缺乏，付費(fèi)動(dòng)力最強(qiáng)；而大醫(yī)院雖然醫(yī)療資源豐富，但由于門診住院量高，具備通過智能化應(yīng)用提升工作效率的需求。

在此背景下，基層醫(yī)院具備按次付費(fèi)的需求基礎(chǔ)，而大醫(yī)院更容易接受軟件服務(wù)費(fèi)作為付費(fèi)形式。隨著第三方影像中心的崛起，將也會(huì)對(duì)智能影像診斷產(chǎn)生需求。

醫(yī)學(xué)影像AI也有短板

①AI產(chǎn)品往往只是集中在少數(shù)幾個(gè)病種，難以覆蓋全部醫(yī)學(xué)影像問題。

②眾多人工智能企業(yè)和機(jī)構(gòu)采用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)多樣，系統(tǒng)偏差較大，行業(yè)缺乏醫(yī)學(xué)圖像和疾病征像的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

③業(yè)內(nèi)缺乏對(duì)數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)的判斷依據(jù)，在現(xiàn)有的法律基礎(chǔ)上尋找合規(guī)使用和分享數(shù)據(jù)的渠道，也是迫在眉睫的一件事情。

④在醫(yī)學(xué)影像AI模型檢測(cè)階段，也會(huì)存在生產(chǎn)過程不規(guī)范，模型效果和安全性缺乏公正評(píng)價(jià)，缺乏產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和評(píng)價(jià)體系，缺乏相關(guān)法律法規(guī)、質(zhì)控檢查和管理制度等問題。

⑤醫(yī)療健康是風(fēng)口，人工智能也是風(fēng)口，兩個(gè)風(fēng)口放在一起就可能出現(xiàn)泡沫。多數(shù)的醫(yī)生是非常有經(jīng)驗(yàn)的，AI對(duì)于他們來說更多的是輔助，主要作用在給他們進(jìn)一步的確認(rèn)、以及提高他們的診斷效率。

應(yīng)對(duì)弊端的解決方法

國(guó)內(nèi)監(jiān)管審批會(huì)加速，影像 AI 產(chǎn)品上市前質(zhì)量評(píng)價(jià)體系逐漸形成。2017 年 FDA 和 CFDA 都設(shè)置了專門針對(duì)醫(yī)療 AI 的審評(píng)部門，足以顯示對(duì)醫(yī)療 AI 重視程度和開放態(tài)度。目前中檢院已經(jīng)召開 AI 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)集眼底和肺癌建設(shè)會(huì)議，公開征集標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)集，建立測(cè)試數(shù)據(jù)集和客觀評(píng)測(cè)方法，推進(jìn)產(chǎn)品上市前質(zhì)量評(píng)價(jià)。

初期AI剛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，醫(yī)生群體的接受度還不高，有些人還持懷疑、抵觸的態(tài)度，但隨著AI臨床表現(xiàn)不斷提升、醫(yī)生AI研究學(xué)術(shù)上不斷有高質(zhì)量成果產(chǎn)出、加之大環(huán)境的影響，將有越來越多的醫(yī)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)擁抱AI，臨床更多需求將釋放，會(huì)產(chǎn)生更多細(xì)分領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。

除了醫(yī)學(xué)影像 AI 應(yīng)用外，醫(yī)療領(lǐng)域還存在一類可統(tǒng)稱為醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)應(yīng)用。這類數(shù)據(jù)雖不是設(shè)備直接成像的結(jié)構(gòu)或功能影像，但是可以間接形成能夠供計(jì)算機(jī)判讀的數(shù)字圖像，比如檢驗(yàn)和病理科室顯微鏡下視野經(jīng)數(shù)字化后形成的圖像， 以及心電、腦電等電生理信號(hào)形成的圖像都有機(jī)會(huì)借助 AI 來實(shí)現(xiàn)智能化的分析和解讀。

結(jié)尾

AI技術(shù)只是一種技術(shù)手段，而不是最終目標(biāo)。未來醫(yī)療AI企業(yè)會(huì)逐漸整合，只有給醫(yī)院一個(gè)相對(duì)完整的打包方案，至少幫科室解決一個(gè)領(lǐng)域的大部分問題，也許這個(gè)行業(yè)才能迎來春天。

在整個(gè)醫(yī)學(xué)影像的云計(jì)算中，利用算法增加連接性，利用深度學(xué)習(xí)挖掘影像數(shù)據(jù)的價(jià)值，在更多的維度中挖掘原來淺關(guān)聯(lián)或弱關(guān)聯(lián)的關(guān)系，利用三者的關(guān)聯(lián)大大提高醫(yī)療診療效率，并達(dá)到精準(zhǔn)醫(yī)療。大量數(shù)據(jù)的積累、高性能的計(jì)算環(huán)境、優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)方法，三者資源互相結(jié)合并不斷調(diào)配的模型，正是人工智能的魅力所在，也是未來醫(yī)學(xué)的方向。