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用3D影像重构医学场景,神州德信用数字肺系统敲开301医院的大门

利用几何算法将2D的医学影像3D化,这样的概念你有没有听过?如果能将病变组织或器官量化,以3D影像的形式呈现出来,对临床的意义有多大?

不同于大多数人工智能医学影像产品,神州德信目前的核心产品是涉足多个病种的智能数字影像FACT系列。神州德信成立于2011年,7年发展史中,神州德信不但开发出了7个医学影像分析系统,还在2013年获得中国CFDA认证,2015年获得美国FDA认证。值得一提的是,在今年二月,神州德信成功地拿到了301医院的采购协议,商业化道路已然走通。

神州德信如何构建自己的行业壁垒,在竞争激烈、同质化严重的“AI+医学影像”行业脱颖而出?近日,雷锋网对神州德信副总裁赵胥砚进行了一次专访。

用2D图像重构3D场景

当前,“AI+医学影像”主要还是集中于利用AI提高放射医生诊断效率,降低漏诊率和误诊率,比如热门的肺结节筛查,国内智能影像公司大都从这个领域入手。但是,单纯从减少医生重复性劳动的角度来设计产品,这种思路的潜力有多大?

赵胥砚主管神州德信的市场工作。因此,在和医院打交道的过程中,他更清楚地体会医生的实际需求。他表示,为医生减负确实是一个好的切入点,但是能否达到让医生离不开的程度,还是要打一个问号。

同济医院放射诊断教研室主任夏黎明曾表示,“诊断必须要结合临床的资料,比如化验检查、肿瘤标志物、病理、基因等等,还有 CT 核磁共振等一系列的检查,所以疾病的诊断是综合影像的分析,还有诊断思维的应用。目前的人工智能还有需要完善的地方。”

因为,神州德信在产品设计逻辑中就有一个核心要素——利用影像组学解决医生真正的需求。

与目前主流的主要基于深度学习技术的的智能医学影像技术企业不同,神州德信自主研发的智能影像分析系统综合采用了计算机视觉、图形学、微积分几何学以及机器学习等不同学科领域的技术。通过人工智能自动识别和量化分析技术,神州德信形成了一系列产品,包括肺癌云网自动筛查平台、数字肺影像分析
系统、肺减容手术评估系统、肺结节微创手术规划系统等等。

据赵胥砚介绍,数字肺系统可以对肺结节的一系列指标进行分析,包括结节的位置、大小、形态、边缘、体积、密度、钙化程度、磨玻璃等指标进行量化。再通过对自动分割部分的手动删除及修正,提供直观、全面的实际3D成像,而不是套用模板进行显示。除此之外,还可以进行分叶、毛刺、胸膜凹陷等征象分析,最终达到精准的分割与量化分析。

同时,赵胥砚还向雷锋网表示表示,目前数字肺和市面上产品拉开差距的一点还在于,数字肺系统可以分辨出结节与血管、支气管的比邻关系,“这是非常亮眼的一点。CT横断面上肺门附近血管、支气管影很多,有些结节或者肿大的淋巴结很难与正常结构区分。医生往往需要依靠经验来作出判断,如果我们可以通过这套系统提高医生的诊断水平,对于医生将非常很有吸引力。”

医疗影像三维重建这个概念并不是神州德信一家独有,荷兰的PSTech公司就有一套Personal Space Station(PSS)医疗影像三维重建分析与互动系统,可以使用户更加直观地分析医疗数据。但是,技术的壁垒能否成功地实现商业化,又是另外一个难题。

既然这种方法的应用前景光明,那么国内是否有和神州德信对标的企业?赵胥砚摇摇头。“国内很少听到相似的概念,国外拥有这项技术的公司倒是有几家。医疗行业讲究慢工出细活,而AI热潮是这几年才出现,从产品研发周期上来看,将相关技术打磨成型需要数年的时间。新兴的创业公司在技术积累上还有很多的工作要做。”

目前,神州德信在肺部的产品技术已经落地于301医院、北京协和医院、中日友好医院等20多家医院,糖网也在同仁医院、温州眼视光等70多家医院应用。

花八个月敲开主任的门

如果看到神州德信的产品,读者会认为这家企业一定地处人才和资本聚集的大城市。但恰恰相反,神州德信地处陕西省渭南市。在这样一个并不算发达的西部城市从事尖端技术研究,首先面临的就是人力和落地上的困难。

为什么会把公司开在远离雄厚资本、人才扎堆、创业氛围浓厚的大城市,赵胥砚表示,主要还是创始人自己的情怀驱使。创业者都是具有一定情怀的,尤其是在医疗领域,神州德信也不例外。神州德信创始人兼董事长孟鑫毕业于清华大学,在美国匹兹堡大学从事生物医学和计算机科学之间的交叉学科研究及应用产品开发工作。如果在一线城市工作或创业,这样知识背景的人才将会成为企业眼中的“香饽饽”。但是,孟鑫为了顺应渭南市政府的需求,将自己的技术回馈给家乡而放弃了去大城市打拼的念头。

情怀是最初的创业动力,但生存却是一个现实问题。地域条件的限制也给公司早期的产品推广、市场铺陈带来了一些问题。“主要还是信任的问题,很多医生不相信一座西部小城会做出这样的产品。”

认知与实践是亦步亦趋的,新兴技术的应用也离不开包容开放的心态。考虑到这点,团队决定从大医院入手,因为专家对新技术的认知和接受度也更大。

神州德信决定从最难的骨头啃起。他们先与解放军总医院、第四军医大学唐都医院、西安交通大学第一附属医院等这些全国知名医院展开合作,在得到这些大医院的医疗专家认可后,再向下推广。

2016年,赵胥砚偶然接触到了301医院(中国人民解放军总医院)呼吸科方面的专家。赵胥砚坦言,为了能够得到专家的首肯,自己花了八个月的时间才敲开了301医院呼吸科的大门。这8个月的时间里,赵胥砚就只能在北京、西安两地来回跑,遇不到专家是常事。“创业的艰辛只有自己知道,AI与医疗有着不小的鸿沟,缺乏共同的话语体系,导致技术人员的理念很难得到专家信任,我们只有用医生的‘语言’让他们了解产品的功能。医生都相信眼见为实,直到看到软件带来的实际效果才最终点了头。”

采购意味着什么?

奔波的辛苦总算没有白费。今年二月,解放军总医院正式采购了神州德信的医学影像数字肺诊断系统。赵胥砚坦言,中标的结果没有意外。因为,参与竞标的只有他们一家。

去年9月,CFDA发布新版《医疗器械分类目录》,新增了与人工智能辅助诊断的对应的类别。这个目录发布之后,为了能够尽快走上商业变现的道路,不少“AI+医疗”企业走上了漫漫的“排队”之路。

“采购”对于“AI+医疗”行业的从业者是一个梦寐以求的目标。因为熟悉这个行业的人都知道,采购意味着上市销售的资格,意味着商业化变现,而这个圈子里,有相当一部分创业公司还在不停地寻找商业模式。当然,赵胥砚也表示,神州德信并不是一家纯粹AI公司,AI技术只是其体系中的一部分。

为什么要将产品在301医院等顶级医院部署?赵胥砚向雷锋网表示,这是神州德信区域性部署战略中的一步。“顶级医院在整个医疗体系中具有重要的示范效应,不管是在技术推广还是产品采购上。国家在推行医联体的概念,我们最终是想通过产品形成一个应用标准:顶级医院应用数字肺作为工具标准。而到了下级医院,只需要挑出数字肺中的某些功能,通过云化服务就可以在县医院做肺癌、肺密度筛查等。这也是符合分级诊疗等国家层面的趋势。”

现在的301医院呼吸科内科的大楼里,专门有一间数字肺胸部影像研究室,将神州德信的产品用于临床工作。

除了数字肺的产品之外,神州德信还有一个成熟度很高的产品——“糖网计算机自动筛查平台”。免散瞳眼底相机拍照后,通过网络将图像传输至数据中心处理,2-3分钟回传一份标注出血点及渗出指标并量化的诊断报告。

赵胥砚认为,自动筛查平台最终的目的是要让基层患者受益。中国最缺的是基层医生,看病难看病贵的原因就是医疗资源的供需不平。国家对基层的扶贫不仅仅要体现在经济层面,在医疗领域也应该精准对接。企业的人文情怀就在于此。

2012年,神州德信和国家眼科工程中心北京同仁医院共建了实验室,开发出眼底病计算机辅助诊断系统,相关的成果也通过了北京同仁医院眼科中心验证。基于这种技术优势,神州德信在渭南地区建立了首家基于互联网的糖网病计算机筛查数据平台。

去年3月,神州德信正式与温州医科大学附属眼视光医院达成合作,共建了“数字眼研究中心”。‘眼底照相’在国内各省市属于医保新农合报销范围内(根据各省定价不同,10-50元人次),既不会增加患者的经济负担,也会给医院带来经济效益。在基层地区开展糖网筛查很有意义。”

跨界合作,创造额外价值

除了在肺部和眼部等疾病领域帮助医生“看清”病灶之外,神州德信还利用已有的技术延伸到其他的医疗项目,例如术前规划。对于外科医生而言,单纯追求手术治疗的物理效果不再是外科手术的终极目标,对手术质量的评价已由过去片面强调彻底清除病灶转向“最小创伤侵袭、最大脏器保护和最佳康复效果”的多维角度综合考量。

尽管外科医生都能够在脑中进行影像的还原,但是这种基于主观因素的判断如果加上精准的量化指标就更具有实际应用价值了。“一些省在收费目录里是有术前规划这一项的,但是没有工具来实现。我们利用现有的技术不仅能够减少医生简单重复性的劳动,提高医疗效率,更是能为医生提供更具价值的服务产品。”

从另一个角度而言,术前规划在提高医生水平的同时,也会让患者对自己的身体状况有最直观的感受,也可以最大程度地减少医患纠纷。

在不断打磨产品的同时,神州德信也在寻求与其他医学领域的合作,基因组学就是其中一个。影像基因组学研究是当前影像信息学的研究热点。将分子标记物与图像特征结合能为影像筛查、诊断、预后分析提供更贴近病理的第一线临床信息。“人都希望眼见为实,未来我们将通过大数据分析与深度机器学习,实现多数据融合,为医生提供更客观、精准的量化结果。”

关于新产品的开发,赵胥砚透露将从乳腺、心脏、大脑等器官着手,并开始进行云服务、大数据产品的研发。“我们脱离不了影像学这个范畴,未来我们还将在横向病种及纵向深度临床化发展,把本地系统的算法或者数据移到云端,用云化服务进行疾病筛查。”

除此之外,人工智能领域群雄争霸,本质上是人才之争。而“AI+医疗”的公司最缺的是医工结合的人才。实际上,近些年全国很多高校都逐渐开设了人工智能相关的课程和专业,但教育本身有周期性,人才培养也需要一个过程。赵胥砚也表示,神州德信预计将于明年在某些高校开设相关专业,帮助学生形成多样化的知识体系,毕竟“授人以鱼不如授人以渔”。

尽管在商业化的这条路上,神州德信已经走通,但是在报道中却甚少见到他们的身影。赵胥砚对此回应称,“医疗是一个严肃认真的行业,人工智能应该以医生为师,我们做产品也该如此。”

雷锋网