医械+|人工智能与超声医学:一场医疗领域的“双向奔赴”

科技   2024-10-24 09:54   广东  




纵观各行各业,人工智能(AI)所带来的深远影响已不容忽视,一个典型的佐证是,今年的诺贝尔物理学奖和化学奖均颁发给了AI领域的科学家。


在医疗领域,AI的触角也正不断延伸至各个细分板块,在辅助诊断、个性化治疗方案制定、药物研发、疾病预测、临床决策支持、流程自动化以及患者管理等各方面提供助力。尤其是在基于医学影像的辅助诊断领域,AI成了医生阅读DR、CT、MRI等静态图像必不可少的助力工具。


相较于上述影像设备,超声因其更广泛的应用场景和高得多的普及度,一度被认为是AI医学影像赛道中想象空间最大的细分市场。


图源:网络


面对这一巨大机遇,各大公司对超声AI纷纷布局,包括GPS在内的影像巨头皆在这一赛道展现出了强大的实力和前瞻性。


西门子医疗为其超声系统ACUSON Sequoia和ACUSON Origin集成了先进的AI技术;GE医疗通过持续收购,将AI超声技术开发商Caption Health、IUG纳入麾下;飞利浦医疗则更注重通过合作伙伴关系和内部研发推进其AI超声技术。


自1965年问世以来,超声设备已历经3次技术革命,从灰阶成像进化到彩色多普勒,再到如今的超声造影,其清晰度和智能化程度越来越高。随着AI技术的广泛融入,又将给这一领域带来哪些新的变革?



纵观医疗领域,超声算得上执业医生能够获得的最快、最安全和较便宜的医学诊断工具之一,堪称医院诊断的流量入口。


相对CT、MRI设备,超声诊断设备还同时具备无创性和可实时获得人体内组织图像等特点,广泛应用于妇产科、心脏、血管、乳腺、泌尿科等领域。


以上种种特点对应着超声的高价值市场——在常用医疗检查(如X光、CT、内镜和磁共振等)中,超声年检查量位列第一,我国每年超声检查量约为20亿人次,整体市场规模达数千亿元级,是其他放射领域总和的数倍。


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然而,巨大的需求量背后是严重的资源供给缺口。


目前,中国有超过20万名超声医生,平均下来,每名医生每年要检查1万人次。与此同时,越来越多的基层医疗机构陆续开设超声诊室——超声专业医生数量缺口及繁重工作量等相关问题,正日益凸显。


同时,超声医生和放射科医生不同,放射科医生只需要通过静态的图像进行诊断,但超声医生需要采集不同切面的动态图像进行实时诊断,超声影像的获取和诊断都非常依赖医生经验。培养一名合格的超声医生,往往需要3~5年,在产前胎儿筛查领域,甚至需要5~8年。


要解决超声行业现有的痛点,AI的引入成了必由之路。



研究表明,AI软件诊断能力优于低、中年资医生, 可以与高年资医生媲美,其应用能够解决专业人员不足导致的临床缺口。此外, AI辅助诊断软件还可提高诊断效率,节省诊断时间,减轻医生负担。


以甲状腺为例,《AI超声系统提高低年资医师甲状腺结节良恶性诊断的临床价值》 显示,与病理学结果比对,联合AI超声系统诊断的敏感度、特异性及准确度高于低年资医师共同单独诊断,采用 AI超声系统有助于提高临床对甲状腺结节良恶性的诊断准确度。



当下,伴随各大企业的持续研发,超声AI应用解决方案越来越多,超声设备的形态及作用场景也在不断分化。


超声发展主要分为两大路线,一大路线是在三级医院,传统超声科在AI赋能下,价值不再止于单单一台成像设备,而是成为集数据采集、管理、分析于一体、融入深度学习的智能终端,它的创新是融合了软、硬件协同的创新。


开立超声影像学设备在各科室应用,图源:国盛证券报告


而在其他科室,AI超声不止于诊断,AI还可以辅助实时的引导、手术评估。超声在麻醉科、急诊科、ICU等多个科室主要是帮助医师做出更加准确的评估,提高对威胁患者生命安全危急症的诊治效率,更有效地进行基本生命功能监测、调控及重要器官的保护与支持。


以麻醉科为例,床旁超声的应用旨在提高麻醉操作的安全性和器官功能评估的准确性。不同于用于疾病诊断的超声检查,AI在其中的作用则是可以实现创伤鉴定、图像配准/融合、系统质量保证、扫查辅助、多普勒噪声抑制等效果。


另一主要路线埋藏于基层医疗场景之中——超声设备本身拥有广泛的基层医疗场景作为应用基础,这赋予了AI超声非同一般的意义。


尤其是在强调分级诊疗及资源下沉的背景下,终端需求的变化成为AI超声的重要落地场景。借助AI软件赋能,更多基层医疗机构能够使用超声诊断设备,实现从0到1的突破。


把一个基层医生培养成为一个专业的超声科医生很难,但让基层医生拥有简单易用的设备,在短时间内提升诊疗效率和构建分级诊疗体系具备可行性。


具体而言,有了AI作为支持,基层医生只需学习超声的操作方式,收集到有效影像之后,医生既可实时诊断,也可将影像结果上传至云端,交给更有经验的医生辅助诊断。



当然,也不仅仅是巨头,在国内市场,超声与AI的融合同样备受瞩目,众多本土企业正以前所未有的速度推进这一领域的创新与应用。


作为医疗器械领域的龙头企业,迈瑞医疗已在超声智能化领域深耕多年,多款超声产品引入了AI技术,其中,2023年,迈瑞医疗发布了国产超高端解决方案——超高端超声系统昆仑Resona A20,将AI+超声提升到一个全新的阶段。


超高端超声系统昆仑Resona A20,图源:企业


开立医疗也通过自研推出了产科智能技术——凤眼S-Fetus,该技术是全球首款基于动态图像对标准切面自动抓取的人工智能技术,实现了医生专注打图无需操作设备的场景化全智能工作模式。


祥生医疗则以多年自研储备的SonoAI智能技术对以掌上超声SonoEye系列为代表的小型化设备不断赋能,使得基层医生可有效拓宽诊断场景,实现随时随地开展精准诊断,有效缓解基层群众看病难、看病远的问题。


此外,祥生医疗还自研了“诺亚”超声远程质控系统,应用在远程会诊与远程质控教学两大场景,实现了影音即时传输、功能实时交互、离线远程会诊、病例智能管理,促进县域医共体上下级医院共享优质医疗资源。


汕头超声也有相关布局,例如在最近举办的CMEF上,汕头超声展出的IBUS系列产品,通过标准化检查流程的应用,规范化采集图像,并配置专用的影像工作站,实现AI辅助诊断和远程会诊。


值得一提的是,国内部分企业还在AI的基础上引入了机器人技术,为超声行业的发展注入了新的动力。


华大智造推出的远程超声机器人全平台解决方案,融合了云计算、云加密存储、高清音视频交换等多项先进技术,为会诊专家、主诊专家和患者带来了全新的会诊体验。


华大智造远程超声机器人MGIUS-R3,图源:企业


而创新企业尚医云则针对两癌筛查的巨大需求,推出了“小济医生-人工智能超声乳腺癌筛查机器人”解决方案,能够自动完成从超声影像分析到初步诊断的全过程,有效降低了医疗资源欠发达地区的乳腺癌早筛难度。


可以看到,众多本土企业通过自研技术和创新应用,不仅提升了超声诊断的精准性和效率,还为基层医疗资源的优化配置和分级诊疗体系的构建提供了有力支持。



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来源 | MedPlus医械+

编辑 | LM

审校 | 舒琪



国家高性能医疗器械创新中心
国家高性能医疗器械创新中心于2020年4月经工信部批复同意组建,是我国医疗器械领域唯一一个国家级制造业创新中心。 中心定位及发展目标:医疗器械创新源头,引领产业走向高端。
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