智能醫(yī)療產業(yè)鏈匯總解讀
智能醫(yī)療是通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺,利用最先進的物聯網技術,實現患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構、醫(yī)療設備之間的互動,逐步達到信息化。在不久的將來醫(yī)療行業(yè)將融入更多人工智慧、傳感技術等高科技,使醫(yī)療服務走向真正意義的智能化,推動醫(yī)療事業(yè)的繁榮發(fā)展。在中國新醫(yī)改的大背景下,智能醫(yī)療正在走進尋常百姓的生活。
智能醫(yī)療的發(fā)展2015年12月誕生的烏鎮(zhèn)互聯網醫(yī)院是第一家由互聯網公司主導的互聯網醫(yī)院,此后的2016年多家互聯網醫(yī)院陸續(xù)上線??梢哉f,2016年是互聯網醫(yī)院的發(fā)展元年。
從互聯網改造醫(yī)療行業(yè)的角度來劃分,中國互聯網醫(yī)療發(fā)展經歷了三個階段:
1、信息服務階段:互聯網改造的是醫(yī)療的信息流,實現人和信息的連接;
2、咨詢服務階段:互聯網改造的是健康咨詢的服務流,實現人和醫(yī)生連接;
3、診療服務階段:互聯網改造的是醫(yī)療的服務流,實現人和醫(yī)療機構的連接。
然而,互聯網帶來的模式創(chuàng)新沒有根本上提升醫(yī)療供給端的服務能力,從而根本上解決醫(yī)療資源(尤其是醫(yī)生)供不應求的局面。
與此同時,圖像識別、深度學習、神經網絡等關鍵技術的突破帶動了人工智能(簡稱AI)新一輪的大發(fā)展。“人工智能+醫(yī)療”概念應運而生。與互聯網的不同,人工智能對醫(yī)療領域的改造是顛覆性的。
對人工智能醫(yī)療的需求主要基于幾方面客觀現實:一方面是優(yōu)質醫(yī)療資源供給不足,成本高,醫(yī)生培養(yǎng)周期長,誤診率高,疾病譜變化快,技術日新月異;另一方面,隨著人口老齡化加劇、慢性疾病增長、對健康重視程度提高,醫(yī)療服務需求持續(xù)增加。
人工智能的核心能力實際上是人類自身已擁有的能力,但人類相比,最大優(yōu)勢在于計算能力的高效,尤其在數據密集型、知識密集型、腦力勞動密集型行業(yè)領。
在醫(yī)療領域,IBMWatson可以在17秒內閱讀3469本醫(yī)學專著,248000篇論文,69種治療方案,61540次試驗數據,106000份臨床報告。通過海量汲取醫(yī)學知識,包括300多份醫(yī)學期刊、200多種教科書及近1000萬頁文字,IBMWatson在短時間內迅速成為腫瘤專家。
阿里云研究中心和BCG的最新合作報告指出,從技術突破和應用價值兩維度分析,未來人工智能會出現服務職能、科技突破、超級智能三個階段?;跀祿姆罩悄茈A段將在接下來3-5年爆發(fā):人工智能拓展、整合多個垂直行業(yè)應用,豐富實用場景。IDCDigital預測,截止2020年,醫(yī)療數據量將達40萬億GB,預計約80%數據為非結構化數據。
*AI+醫(yī)療發(fā)展的三大階段
*2020年人類產生的醫(yī)療數據總量預測
AI+醫(yī)療創(chuàng)企的四大門派從全球創(chuàng)業(yè)公司實踐的情況來看,AI+醫(yī)療的具體應用包括洞察與風險管理、醫(yī)學研究、醫(yī)學影像與診斷、生活方式管理與監(jiān)督、精神健康、護理、急救室與醫(yī)院管理、藥物挖掘、虛擬助理、可穿戴設備以及其他。
AI+輔助診療:萬億級市場空間AI+輔助診療,即將人工智能技術用于輔助診療中,讓計算機“學習”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。輔助診療場景是醫(yī)療領域最重要、也最核心的場景,人工智能+輔助診療潛在市場空間巨大,至少是萬億級以上的營收規(guī)模。
*醫(yī)學診療模型
在AI+輔助診療的應用中,IBMWatson是目前最成熟的案例。
2012年Watson通過了美國職業(yè)醫(yī)師資格考試,并部署在美國多家醫(yī)院提供輔助輔助診療的服務。目前IBMWatson提供診治服務的病種包括乳腺癌、肺癌、結腸癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、子宮癌等多種癌癥。2016年12月26日,“浙江省中醫(yī)院沃森聯合會診中心”成立,這也意味著IBMWatsonforOncology在中國醫(yī)療領域的商業(yè)試應用正式落地。
將基礎能力與人類醫(yī)生的一般醫(yī)療診斷模型進行融合,形成了Watson在提供輔助診療的處理邏輯。其實質是融合了自然語言處理、認知技術、自動推理、機器學習、信息檢索等技術,并給予假設認知和大規(guī)模的證據搜集、分析、評價的人工智能系統(tǒng)。
*Watson的三種能力:理解、推理、學習
*Watson模擬人類醫(yī)生診斷模式的處理邏輯
AI+醫(yī)學影像:細分領域爆發(fā)的先鋒AI+醫(yī)學影像是將人工智能技術具體應用在醫(yī)學影像的診斷上。AI+醫(yī)學影像診斷市場空間巨大,可能成為眾多醫(yī)療細分領域率先爆發(fā)的領域。一是病理醫(yī)生缺口巨大。由于國內病理醫(yī)生收入低、培養(yǎng)模式不健全,全國病理醫(yī)生極度缺乏;二是,病理讀片高度依賴經驗,因經驗而異使得病理讀片的準確率相差大。
AI在醫(yī)學影像應用主要分為兩部分:一是圖像識別,應用于感知環(huán)節(jié),其主要目的是將影像這類非機構化數據進行分析,獲取一些有意義的信息;二是深度學習,應用于學習和分析環(huán)節(jié),是AI應用的最核心環(huán)節(jié),通過大量的影像數據和診斷數據,不斷對神經元網絡進行深度學習訓練,促使其掌握“診斷”的能力。
*人工智能對影像數據分析過程
*人工讀片VS人工智能讀片
AI+醫(yī)學影像已經走出實驗室,下一步將迎來商業(yè)化浪潮。
貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)學中心(BIDMC)與哈佛醫(yī)學院合作研發(fā)的人工智能系統(tǒng),對乳腺癌病理圖片中癌細胞的識別準確率能達到92%,雖然還是低于人類病理學家96%的準確率,但當這套技術與病理學家的分析結合在一起時,它的診斷準確率可以高達99.5%,國內的DeepCare對于乳腺癌細胞識別的準確率也達到了92%。據悉尼先驅晨報的報道,EnliTIc憑借深度學習技術超越了4位頂級的放射科醫(yī)生,包括診斷出了人類醫(yī)生無法診斷出的7%的癌癥,以及在人類醫(yī)生高達66%的癌癥誤診率的情況下,EnliTIc的誤診率只有47%。
AI+藥物挖掘:埃博拉之戰(zhàn)的功臣AI+藥物挖掘是指將深度學習技術應用于藥物臨床前研究,達到快速、準確地挖掘和篩選合適的化合物或生物,達到縮短新藥研發(fā)周期、降低新藥研發(fā)成本、提高新藥研發(fā)成功率的目的。
*新藥研發(fā)周期長
*全球醫(yī)藥制造巨頭在藥品研發(fā)上投入巨大
*新藥研發(fā)失敗率高
AI通過計算機模擬,可以對藥物活性、安全性和副作用進行預測。借助深度學習,在心血管藥、抗腫瘤藥、孤兒藥和常見傳染病治療藥等多領域取得了新突破。目前,已經涌現出多家AI技術主導的藥物研發(fā)企業(yè)。
以硅谷公司Atomwise為例:Atomwise通過IBM超級計算機,在分子結構數據庫中篩選治療方法,評估出820萬種候選化合物,研發(fā)成本僅為數千美元,研究周期僅需要幾天。2015年,Atomwise基于現有的候選藥物,應用AI算法,不到一天時間就成功地尋找出能控制埃博拉病毒的兩種候選藥物,以往類似研究需要耗時數月甚至數年時間。