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医疗AI临床验证大势所趋,深透医疗引领影像AI全球全产业链落地

2020-06-10 10:42 · 稿源:站长之家用户投稿

新冠疫情的席卷下,不少国家将公共卫生安全上升到国家战略的高度,全球的AI医疗产业也在全面加速。

就在最近,深透医疗的PET医学影像临床研究被 2020 年全球核医学与分子影像学会(SNMMI)年会选为全员会议(Plenary Lecture)的亮点研究(feature study)。此次研究与上海第九人民医院合作进行,将由哈佛影像中心的主任Georges El Fakhri在会上作宣讲。

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今年的SNMMI年会将于 7 月举办,SNMMI年会是世界核医学和分子成像领域首屈一指的科研交流活动,每年都有来自世界各地的数千名核医学及分子影像学领域的专业人士参会。

深透医疗是一家起源于斯坦福的AI医学影像公司,创立于 2017 年底。深透医疗AI软件的临床验证被作为SNMMI年会全体会议的典型案例分享,不仅代表着AI在医学影像及分子影像应用落地的实质性进展,也彰显了目前以深透医疗为代表的医学影像AI公司正走向全球全产业链落地。

AI医学影像行业的开拓者

深透医疗(Subtle Medical)已推出了多项优化临床影像采集的AI技术,公司创建两年内两款开创性的AI医学影像产品——SubtlePET™和SubtleMR™——均获得美国FDA和欧洲CE认证的青睐,通过审批在全球多个国家临床使用。

作为AI在影像采集和优化方向的开拓者,深透医疗于 2018 年 12 月推出的SubtlePET为全球第一个被FDA批准的AI影像增强软件,该软件可以使医院和影像中心将PET扫描速度提高至少 4 倍。

SubtleMR则是全球第一款获FDA认证的MRI(磁共振)影像增强AI产品,于 2019 年 10 月获得FDA批准。SubtleMR使用深度学习显著提升MR图像质量,并在现有成熟加速技术的基础上大幅度提升影像效率达四倍左右,赋能新一代智能化的影像采集重建。

深透医疗的软件产品能够帮助医生更快捷地获取更高质量的影像检查结果,并改善成像过程中的患者体验。更重要的是,深透医疗完美地解决了高度依赖AI进行影像重建所带来的稳定性问题。

事实上,高度依赖AI进行图像重建所带来的显著不确定性,是全世界、全行业所面临的共同难题,即便是市面上诸多知名设备商也很难避免。

2020 年 5 月,由剑桥大学的科研人员发表在美国国家科学院院刊PNAS的论文显示,AI技术在医学影像重建上的应用可能会带来误诊的危险。该研究调研了科研领域多项利用AI进行磁共振成像(MRI)重建的技术,发现AI直接应用到求解磁共振重建的逆问题会带来不确定性和假阳性、假阴性等问题。

对此,深透医疗采取“站在巨人的肩膀上”优化的策略——即在现有最好的重建算法架构之上进一步使用AI优化。

具体来说,深透医疗是对通过传统方法重建的图像进行优化,从而在源头上减少了重建端过度依赖AI所带来的比较显著的不确定性。深透医疗的MR产品是架构在局部傅里叶成像(partial Fourier)、并行成像(parallel imaging)、压缩感知(compressed sensing)等当前领域最普遍使用的MR重建算法之上的AI优化技术,能够与现有的加速方案无缝对接、广泛兼容。从效果上来说,深透医疗的AI技术与非AI重建算法完美结合,可以不断地在现有影像设备硬件软件加速成果上进一步提高,保证稳定性的同时提速2- 4 倍。

这种开创性的技术突破背后是深透医疗多年的学术研究与临床实践的努力。深透医疗的产品不仅获得了FDA与欧洲CE认证的青睐,同时拥有多篇临床研究论文论证。从 2016 年起,深透医疗的创始人兼CEO宫恩浩博士,联合创始人、斯坦福影像科医生Greg Zaharchuk教授便发表了多篇利用深度学习及生成对抗网络提升MR重建,以及利用AI减少放射剂量和对比剂剂量的学术工作,近几年来相关领域的研究广受关注。

深透医疗也正在研发其第三款产品SubtleGAD™。这款产品结合深度学习和图像增强技术,旨在将造影剂剂量降低 10 倍,保持甚至提高对比增强磁共振的影像质量。SubtleGAD正与美国斯坦福大学医院、UCSF等医院开展合作,验证AI为患者降低风险的潜力。此外,深透医疗的国际临床合作伙伴还包括诸多业界头部的医院及影像中心,如美国的Hoag医院、UCSD、UPMC、MD Anderson、多伦多的Sick Kids等。

兼容主流品牌与科室

对于医学影像AI来说,对品牌的高兼容性在临床中拥有巨大的价值。

在同一间医院,往往拥有各个品牌的影像设备。而市面上大部分设备厂商的技术从设计到部署端都需要与硬件设备紧密绑定,并且往往仅针对特定品牌的最新、最高端的设备,瞄准的是增量市场。而对于存量市场来说,由于大部分厂商特有的影像加速软件普遍缺乏兼容性,软件升级往往不可能或者成本非常高,花费高达百万甚至千万人民币。

相比之下,深透医疗的软件产品能够兼容任何品牌、任何型号的设备,包括通用、飞利浦、西门子、佳能、联影、东软等主流医学影像设备公司近 20 年来几乎所有型号的器械,其中的价值不言而喻。对于医疗结构来说,部署深透医疗技术不仅是加速一台设备,而是用AI来实现对所有设备所有影像模态的全面提速,带来更完整的效能提升。

在增量市场,深透医疗也在与主流设备商开展合作,发挥更大的价值。深透医疗的技术可以在为扫描设备加速的基础上,进一步提高影像的质量和分辨率,从而提高诊断的准确性。对于影像设备商来说,与深透医疗合作也是提升设备效能的快速途径。

深透医疗科技联合创始人兼总裁龚南杰博士表示,深透医疗为医院提供的是全覆盖的影像加速和增强的的整体解决方案,跨模态、跨病种。致力于实现在医院端跨科室的应用,渗透到放射科和核医学科之外的科室,而非仅针对特定的疾病、设备品牌、型号或者特定科室。

据悉,深透医疗的研究与开发涉猎了PET,MR,GAD,IR(O-arm,C-arm,DSA),Xray,PET/MR,SPECT等多种影像模态,其解决方案将传统方法与AI新方法相结合,保证基于医学物理的多模态应用。目前深透医疗已与多家国际影像设备商讨论或签署商业合作意向,推广多种影像模态的应用。

打通产业上下游,合作应用“遍地开花”

目前,医学领域是AI技术最早、最广泛的应用场景之一。但影像诊断类AI产品却也是最具挑战性的领域,实际商业模式以及收入模式都遇到诸多困难。不仅需要从管理部门申报获得注册证批准,还要在医院完成推广、部署,帮助医生、医院提高效率和营收,最终才能获得市场认可。深透医疗自 2017 年年底创立以来,经过两年多的成长,其合作伙伴已经深透到医学影像产业链的各个环节。完成美国FDA和欧洲CE的多项临床应用批准,并在欧美及全球数十家医院或影像中心部署试点和商业化合作。

在产业链的上游,深透医疗已经与众多知名医学影像设备硬件提供商洽谈或达成了合作,包括通用电气、飞利浦、西门子、东软、赛诺、锐视康、安科等医疗器械大厂。

据了解,深透医疗近期与上游设备厂商最新实质性进展包括:

第一,与设备商在现有并形成像与压缩感知技术之上,更新MR深度学习加速方案,作为新的产品特性开发。第二,在其他模态包括CT、X光、造影剂增强、手术介入影像等不同市场中,与市场领导者推进新实时技术。第三,与设备商在美国及国内顶级医院的前沿临床科研合作及商业化联合销售。第四,与设备商数字系统(digital system)例如东软医疗的AI云等应用的推进部署对接。

在下游影像应用方面,深透医疗也走在了一众医学影像AI公司的前面,率先对多种疾病进行广泛布局。在当前精准医疗的大趋势下,深透医疗的产品具有显著的临床价值,在专业的技术与高效的团队的加持下,其下游影像应用已“遍地开花”。

比如,深透医疗正与下游影像定量公司(比如领先的脑影像处理和脑疾病辅助诊断商,中国的雅森医疗和美国的CortechLab等)合作验证并且推广定量化精准影像。在儿童疾病诊断方面,深透医疗正与美国多家儿童医院合作,试图十数倍加速影像,探索快速、定量、低危害的新成像方法。

深透医疗也正积极探索AI影像增强技术在老年神经衰退疾病方面的应用,比如超快速低辐射量的阿尔茨海默病的早筛应用。 2019 年深透医疗创始团队与斯坦福研究组在顶级期刊Radiology上发表了论文,提出可以 100 倍的加速或者低剂量的情况下利用PET来诊断阿尔兹海默等病症。目前,深透医疗正与相关下游厂商接触,致力于共同推进快速成像,从而真正实现对阿尔茨海默病患者的长期跟踪与筛查体检。

与此同时,深透医疗的临床合作伙伴遍及全球,包括美国最大的影像中心联盟RadNet使用深透医疗两款产品、与南美最大的医疗集团DASA开展科研合作与临床产品的商业使用、

在欧洲与欧洲影像中心联盟Affidea签署协议,部署其SubtlePET产品优化PET/CT影像质量和效率等等。

除此之外,深透医疗还与诸多大学及科研机构建立广泛的合作与临床验证。UCSF(加州大学旧金山分校)放射学和生物医学影像学系主任Christopher Hess教授表示:

“我们的临床研究表明SubtleMR改善了现有MRI机器的图像质量和成像速度,为医院带来了立竿见影的临床和运营价值,让我们无需在测试时间与成像质量之间左右为难。这为医学影像领域及所有患者的就医体验带来了重大变革。”

新冠疫情席卷全球的当下,深透医疗也作为斯坦福StartX新冠特别工作组的一部分发挥着作用。根据世卫组织的数据,目前全球新冠肺炎确诊病例已超过 600 万例,COVID- 19 的到来导致全球医疗系统的挤兑与紧张,光是在美国,当前就有 500 万名患者的MR扫描因为新冠被推迟,医疗机构影像检查预约扎堆 2020 年下半年,提升影像效率的需求显著增加,深透医疗的产品可以显著解决这些问题。

2020 年 3 月,硅谷最强智库之一的CB Insights公布了 2020 全球AI百强榜(CB Insights AI100),甄选了全球 100 家最具潜力人工智能企业,深透医疗Subtle Medical以其在医学成像AI领域的卓越创新荣登榜单。 2020 年 4 月,分子医药学专家、北美独立科学研究机构Scripps Research Institute创始人、被誉为“世纪医生”的Eric Topol博士在“AI大师”吴恩达组织的AI医疗论坛上,将深透医疗的产品作为AI在临床的优秀应用进行了展示,深透医疗产品的效果及临床应用得到了学术界人士的高度认可。

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