AI在醫(yī)療領(lǐng)域的潛力露出冰山一角 心血管領(lǐng)域痛點(diǎn)問題或能解決

電影《普羅米修斯》中有一個(gè)橋段，女主通過全自動(dòng)手術(shù)機(jī)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(qiáng)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(yán)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(xué)影像業(yè)務(wù)，其中約百家企業(yè)致力于肺結(jié)節(jié)影像產(chǎn)品。本應(yīng)百花爭鳴，無奈卻幾支獨(dú)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(jì)，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(zhǔn)診斷。對于已經(jīng)確診的患者，應(yīng)及時(shí)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(fù)雜，難度也較大，面對設(shè)備及人力資源缺乏的問題，無法滿足大量的患者需求，準(zhǔn)確度也相對不高。AI的出現(xiàn)為這些心血管領(lǐng)域的痛點(diǎn)帶來了有效解決辦法。

▲CTA檢查就是CT造影檢查，有支氣管動(dòng)脈、腦血管、冠脈、肺動(dòng)脈等CTA檢查

但是相比而言，心血管疾病的診斷流程更為復(fù)雜，技術(shù)門檻太高。例如：冠脈CT圖像需要經(jīng)過復(fù)雜的三維重建，進(jìn)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(gè)高難度和極具挑戰(zhàn)的場景。此外，是否有支撐起這個(gè)領(lǐng)域的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的標(biāo)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。

① 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(dòng)力學(xué)分析、手術(shù)規(guī)劃和導(dǎo)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(gè)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(dòng)抓取 CT 圖像，并進(jìn)行三維重建、判讀，輸出標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告。而后醫(yī)生只要對 AI 給出的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，或根據(jù)自己判斷加以修改即可，不需要再分步驟確認(rèn)。

整個(gè)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(gè)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)上百家醫(yī)院，進(jìn)入臨床診斷全流程，將影像智能后處理、AI疾病診斷與AI報(bào)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(dòng)脈瘤、常見血管變異等進(jìn)行自動(dòng)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。

② 凱沃爾：國內(nèi)首項(xiàng)獲得FDA批準(zhǔn)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(yīng)用于心電自動(dòng)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(dòng)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(zhǔn)，成為國內(nèi)首項(xiàng)獲得美國 FDA 批準(zhǔn)的人工智能心電產(chǎn)品。

AI-ECG Platform診斷項(xiàng)目覆蓋心電圖診斷、心律失常（特別是早搏、心動(dòng)過速、逸搏、傳導(dǎo)阻滯和房顫房撲等方面），較傳統(tǒng)心電圖分析診斷方法，準(zhǔn)確性達(dá)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(dòng)態(tài)心電圖的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)及預(yù)警，以及床旁監(jiān)護(hù)或家庭監(jiān)測等多個(gè)方面都有應(yīng)用。

AI在心血管領(lǐng)域的作用

這些成就推動(dòng)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(yīng)用卻不僅僅如此！

① 加速心血管新藥研發(fā)/開發(fā)

AI可應(yīng)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(biāo)志物等。

新藥開發(fā)：拜爾制藥公司將AI應(yīng)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(qiáng)傳統(tǒng)的高通量篩選（HTS）過程，在同一時(shí)間進(jìn)行數(shù)以百萬計(jì)的試驗(yàn)，找出最有潛力達(dá)到目標(biāo)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(biāo)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(biāo)志物，并且這個(gè)數(shù)據(jù)集還在不斷的擴(kuò)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(jì)算機(jī)“學(xué)習(xí)”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(xiàng)目 —— 心血管信息化研究平臺(tái)建設(shè)及臨床決策輔助診療系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目。

iHeart項(xiàng)目是由中國心血管健康聯(lián)盟，神州醫(yī)療創(chuàng)建的。該項(xiàng)目通過建設(shè)覆蓋全國范圍的心血管臨床科研協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，利用大規(guī)模人群數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，從而建設(shè)完善的心血管領(lǐng)域臨床決策支持系統(tǒng)，幫助輔助診斷。

③ 應(yīng)用于心血管影像智能分析

Arterys作為將AI應(yīng)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(zhǔn)，用于分析心臟 MRI 圖像。這也是 FDA 批準(zhǔn)的第一個(gè)用于臨床的基于云計(jì)算和深度學(xué)習(xí)的分析軟件。它可以幫助醫(yī)生進(jìn)行全自動(dòng)而且可編輯的心室分割，提供心室功能的準(zhǔn)確計(jì)算，更精準(zhǔn)、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(dòng)力仿真輔助診斷軟件在 2014 年就獲得了 FDA 批準(zhǔn)用于醫(yī)學(xué)影像。這項(xiàng)技術(shù)通過 CT 掃描采集的三維的主動(dòng)脈和心臟模型計(jì)算出血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（FFR），能夠讓醫(yī)生更準(zhǔn)確的評估心臟堵塞癥狀與血流情況，進(jìn)而做出更快、更精準(zhǔn)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(fù)擔(dān)。

④ 推動(dòng)心血管精準(zhǔn)治療

AI應(yīng)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(diǎn)。通過使用藥物來攻擊疾病靶點(diǎn)，更加精準(zhǔn)、療效更高、副作用更小。這些早期的融合開創(chuàng)了精準(zhǔn)預(yù)防，精準(zhǔn)治療的新時(shí)代。

然而心血管疾病并不是單一因素導(dǎo)致的，它是遺傳與環(huán)境共同作用的結(jié)果，相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。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(xué)家們可以利用AI數(shù)據(jù)分析，進(jìn)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(zhǔn)，省去患者嘗試各種治療方法的時(shí)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(jìn)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(zhǔn)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(fù)醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域都有廣闊的前景。

當(dāng)我們談起未來醫(yī)療，它該是什么樣的呢？大概我們都會(huì)想起科幻電影當(dāng)中的一些場景：高科技感、高度舒適以及高度精準(zhǔn)，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(gè)醫(yī)療領(lǐng)域給我們帶來了無限的遐想！無論是智能機(jī)器人、微創(chuàng)醫(yī)療還是3D影像下的精準(zhǔn)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！