AI医学影像的上游——快速成像,在提升医学诊断效率方面的浸染不可小觑。

医学进入“读图时代”AI若何助力快速成像?丨快公司_深透_影像 AI快讯

“用人工智能优化影像采集,最核心的问题是要办理效率瓶颈、减少放射性,让成像质量更高。
”Subtle Medical(深透医疗)创始人兼CEO宫恩浩见告钛媒体App,AI医学成像有更明确的临床运用处景,市场有急迫刚需,这也是其斯坦福读博期间的研究课题之一。

自上个世纪八十年代,核磁共振检讨磁共振成像(MRI)开始运用,到现在,MRI已经成为继CT检讨后的另一种常见医学影像诊断办法。

MRI检讨的运用范围基本覆盖了医疗影像可检讨的所有病种,包括器官病变、肿瘤检讨等,但MRI检讨有明显的利用弊端——成像速率慢。

利用人工智好手段来提升医学影像采集的效率,深透医疗推出了SubtlePET、SubtleMR和SubtleGAD三款AI医学影像软件产品。

2018年底推出的SubtlePET适用于PET核医学分子影像检讨场景,能够明显缩短成像韶光并减少放射性示踪剂利用量,2019年底推出的SubtleMR适用于MRI检讨场景,能大大减少检测韶光,两款产品均已迭代至2.0版本,而今年4月推出的SubtleGAD目前则适用于MRI检讨场景,在提升造影剂质量方面浸染显著。

“比较于设备商,我们在影像上游AI方向研讨更深入,打破和市场化更快速我们便是将这项技能的运用韶光往前拨了5-10年,让现在的医院就能利用未来的技能。
”宫恩浩说道。

Grand View Research预测,到2028年,环球人工智能医疗领域市场将增至1202亿美元,复合年均增长率高达41.8%,在这一波迅速增长中,AI技能干系的软件做事是最大的驱动力之一。
而影像上游系统家当市场超过2000亿美元,比较于下贱诊断方向的运用,AI能在影像上游产生巨大的市场变革。

打破医学影像效率瓶颈

医学影像是一个弘大的市场,它在临床运用已经相称遍及,是年夜夫进行疾病诊断的主要赞助工具,但长期处于效率低下的困境。

2016年以来,人工智能技能开始在医学影像这一场景落地,随着赛道的逐渐走热,一批创业公司携同成本扎堆涌入,“代替年夜夫”的口号此起彼伏。
行业热浪向影像成像的下贱读图环节发力,以肺结节考验为首的产品迭出。
亿欧智库数据显示,2017年、2018年,AI医学影像行业分别发生融资29起、31起,行业热度触及峰顶。

宫恩浩博士及其来自斯坦福大学、清华大学的团队却另辟路子,在优化上游的影像采集赛道加码,这一领域一贯以来都是“热需求,冷市场”。

2017年,Subtle Medical(深透医疗)在美国成立,其专研的AI影像采集赛道至今创业公司数量相对稀缺。
宫恩浩认为,一方面是较高的技能门槛把一部分人挡在了门外,另一方面是很多创业者并没有真正进入临床,也就不具备Domain knowledge(领域知识),更不清楚这一真实存在的效率瓶颈。

他见告钛媒体App,“影像的全体事情流,效率的瓶颈在于设备端,病人须要排队照影像,诊断效率受限于现有的设备。

医学影像的成像事理并非常规意义上的摄影,而是基于物理学事理,通过得到相称多的高质量旗子暗记,再通过数学模型的求解算法,从而形成影像,这个过程耗时久,且部分影像检讨还常常伴有放射性,乃至须要打造影剂,以便于年夜夫能更清晰地不雅观察到病灶影像。

以MRI检讨为例,设备供应了一个巨大的磁场,通过检讨氢原子磁性核在磁共振中产生的旗子暗记,从而得到影像学图像,这须要一定的韶光。

常规来看,一台CT一天能检讨100多个患者,一台3T(特斯拉)磁场强度的核磁共振仪器每天最多能为20余位患者做扫描检讨,单人单次扫描须要耗时半小时旁边,而且还要纹丝不动,患者的轻微移动便会产生运动伪影,须要再重新检讨。
为了做MRI检讨,病人排长队已经是医院中最稀松平常的场面,当然,这项高韶光本钱检讨的价格也较为昂贵。

同时,基于核磁共振本身的特点,其检讨室常日密闭且狭小,检讨过程中伴随着噪音,对付大多数老人、小孩以及幽闭恐怖症人群来说,并不建议利用。
如果可以减少扫描的韶光,不但可以造福这一部分人群,也可以给医院增加可不雅观的收益。

就核磁共振检讨这一成熟的影像诊断办法而言,缩短成像韶光就意味着整体检讨效率的提升、本钱的低落和适用群体的扩大。

“从临床医学角度来说,几十年以来大家一贯想从设备端让影像检讨更便捷、更高效,但这存在技能瓶颈。
我们希望用人工智能深度学习的新技能,代替传统的基于数学模型的求解算法,来办理这个问题。
”宫恩浩确信,将AI带到医学影像的采集上游,不仅有清晰的临床运用处景,还能直击行业痛点。

聚焦研发,迭代技能

目前,深透医疗推出了三大产品,三款产品在快速成像和降落造影剂量、提高成像质量方面各有打破。

2018年底,深透医疗推出第一款AI医学影像软件产品——核医学AI产品SubtlePET——并得到美国FDA和欧洲CE等环球多地监管认证。
PET核医学分子影像检讨是临床年夜夫对恶性肿瘤等全身疾病诊断的主要依据,常用于癌症、心脏、大脑等疾病检测,“困在韶光”里的阿尔兹海默症患者的诊断,就要通过PET检讨。
目前,PET检讨也已经成为一种防癌体检的项目,运用处景从医院延伸到了部分体检机构。

左为常规PET检测影像,右为SubtlePET使PET检测速率提升四倍,同时担保成像质量

与MRI检讨有相似之处,PET检讨同样耗时长,且患者在狭小的检讨舱内必须保持静止不动,且耗资不菲,单次检讨在8000~15000元之间。
在检讨前,患者还须要提前注射放射性18F标记的葡萄糖(FDG)示踪剂。

将SubtlePET嵌入到已有的临床成像事情流,可以最快提升4倍成像速率,同时降落最多75%的辐射剂量。

2019年底,深透医疗推出了第二款产品SubtleMR,次年初得到了美国FDA和欧洲CE的认证。
将这一产品嵌入MRI检讨设备,就能在不改变年夜夫事情流的情形下,降落MRI检讨韶光、噪音以及伪影,并能通过AI技能进行图像质量的增强,降落噪声并提升成像的分辨率。

左为常规MRI扫描,右图中SubtleMR使得MRI扫描韶光缩短,同时通过AI技能对图像质量进行增强

这是宫恩浩口中更有代表性的一款产品,“这款产品我们从2017年开始研发,在几款产品中最早,但花了更长的韶光,紧张是由于磁共振的成像及利用场景相对更加繁芜。

宫恩浩表示,不同于医学影像下贱的AI企业,是从肺结节、眼底等单一病种检讨入手,深透医疗从一开始的技能认证就要适用于多种疾病检讨,以是须要更多的测试数据和临床验证。
基于测试数据集的大小,初代SubtleMR产品选择了敌人颈、四肢的MRI检讨。

可喜的是,SubtleMR一经推出就不缺销路,据宫恩浩回顾,“等认证通过的时候,已经有一些医院在排队,要成为第一批的试用医院。
这款产品在2020年就基本实现了支配,以及临床利用和付费。

今年初,深透医疗推出了SubtleMR 2.0版本,将50%的运用处景扩展到了100%,也便是说将检讨部位从头颈和四肢延伸到了人体各个部位,包括头部、脊椎、颈部、腹部、骨盆、前列腺区域、胸部及人体的其他骨骼等区域。
今年3月,SubtleMR 2.0得到FDA审批通过。

也是在2021年,深透医疗的第一款产品SubtlePET也迭代至2.0。
6月份,Subtle PET 2.0拿下了欧洲CE Mark认证。
日前,Nature子刊揭橥SubtlePET有效性验证论文,该论文通过临床实验与严谨的学术论证,验证了SubtlePET在利用仅达到常规PET扫描中四分之一韶光以及更低的剂量,就能担保高质量的影像效果。

宫恩浩认为,在威信医学期刊发布论文,一个主要的浸染是不断去验证深透医疗的产品在临床中确实可以普遍运用,也利于产品的商业推广。

SubtlePET 2.0提高影像质量的同时,其新一代技能的覆盖范围涵盖了PSMA(前列腺)癌症放射试剂、阿尔兹海默病的Amyloid淀粉样蛋白核素等多款试剂与多种快速增长的行业前沿运用试剂。

在降落影像检讨中利用造影剂剂量方面,今年4月,深透医疗推出了第三款产品SubtleGAD,并得到美国专利牌号局(USPTO)付与的专利。

左为常规剂量,右图中SubtleGAD将造影剂剂量降落了90%而不影响影像质量

MRI检讨本身没有辐射,但是很多时候会用到基于重金属钆的造影剂,钆元素常日可以在患者的体内(包括大脑)沉积数月乃至数年韶光,这会增大肾原性系统性纤维化(NSF)的风险。

SubtleGAD通过专利性深度学习算法,利用10%的钆造影剂剂量,就可以达到往常全剂量MRI检测的同等图像质量。

大众更熟知且利用更频繁的CT检讨、超声等医学影像检讨中,也要利用造影剂,以改进解剖构造和潜在的病理可视化呈现。
数据显示,环球每年用到的造影剂医学影像检讨超过1亿次。

SubtleGAD也可以嵌入CT检讨、超声等医学影像检讨设备中,提升造影剂的显影质量,也可以在须要时降落造影剂剂量的利用,并改进图像质量,提高诊断准确率和病灶检出率。

守住旧设备市场,侧重产品延伸、市场扩展

医院、影像中央和体检机构,是深透医疗当前的紧张付费客户。

在国外,Subtle Medical与欧洲最大的第三方考验机构Affidea以及南美最大的医疗检讨机构DASA达成了商务协议,还与美国最大的影像中央同盟RadNet、美国最大的医疗采购同盟Capstone达成了商务协议。

在海内,深透医疗(北京深透科技有限公司)与中国最大的PET/CT和PET/MR高端影像检讨集团全景医疗达成了商务协议,并与天坛医院、上海东方等头部三甲医院建立了互助。

“医院要想提高成像速率,传统的办法便是买一台新的设备,但大多数情形下医院可能没有几百万美元的预算去更新设备,或者没有园地来安置新设备,这个问题就会被搁置,很多设备一用便是十几年。
”宫恩浩见告钛媒体App。

核磁共振仪器无论是否处于事情状态,都会存在强大的磁场,核磁共振室就须要单独培植,且墙壁很厚。
以是对付医院来说,购入一台新的设备以达到成像速率加快的目的,并不现实。

对深透医疗来说,瞄准的正是医院等影像场景的旧设备市场,市场存量大,轻量级更新需求明显。
但这也并不是说深透医疗的市场化道路一马平川。

影像设备并非整洁划一,要做到设备兼容是深透医疗的软件产品从研发之初就要考量的问题。

“我们当前的产品上风是兼容,但这在一定程度上也捐躯了一些不兼容能实现的独特性能上风。
”宫恩浩说道。

站在科研角度,通过深度学习和图像重修技能,完备可以做到成像速率更快,但为了兼容,就须要选用比较标准的数据格式,跳过必须通过设备商专有接口来跟设备实现交互的环节,以便产品更随意马虎支配进医院。

从科研到创业,宫恩浩认为,对付成像速率的极致追求是科研必须去不断探索的方向,但就实际转化运用来说,个位倍数的造影剂量减少、检讨时长缩短,已经会有显著的临床效果。
“在临床角度,担保兼容、普适最为主要,要不然就举措看成到快100倍,也没有运用代价,这是运用性技能研究的特点。

在兼容方面,深透医疗的产品已经不止步于旧设备市场。
深透医疗与通用医疗、西门子、飞利浦、东软等紧张的影像设备商都建立了互助关系,其产品也可以直接嵌入这些厂商的新出厂设备中,从而更进一步打破加速性能。

面对海内的影像采集市场,宫恩浩创造提速需求同等的条件下,尤其是排队情形严厉的三甲、二甲医院更希望拿到覆盖高下游的完全办理方案,“整体完善的办理方案,可能也是我们在海内会进一步探索的方向。

宫恩浩将深透医疗的未来扩展操持分为两个维度,一是在地理纬度上的市场扩展,在已有的南美、加拿大、澳大利亚以及东南亚市场之外,连续进驻更多的国家和地区,二是产品维度上的升级,目前在已推出的三款产品之外,深透医疗还有在研的SubtleIR等影像高下游多个AI软件,连续深耕上游提速快速成像的同时,也在向AI在影像全流程运用及药物研发领域的运用拓展。

(本文首发于钛媒体App,作者丨杨亚茹,编辑丨孙骋)