2020年7月10日,世界人工智能健康云峰会在上海盛大开幕。本次峰会邀请到了李兰娟院士、张文宏教授等70多位业内专家,聚焦公共卫生、生物医药、医疗服务三大主题,探讨人工智能在此次疫情中的应用,以及未来的发展和落地。
在后疫情时代,探讨AI落地有着双重意义。我们切实感受到AI+医疗在公卫防疫、药物筛选、辅助诊断等场景中的价值,AI正在获得越来越多的认可,AI+医疗还在打开更多想象空间。但AI在不断拓展边界的同时,也开始进入商业化阶段,对于AI+医疗产品的考验维度也从单一的科研实力拓展到落地能力、差异化程度、全球化能力等多个维度。
当我们从多个维度考察AI+医疗的应用时,因为进入门槛高而少有人进入的部分赛道,反而让部分企业脱颖而出。冷门意味着应用场景差异化程度高,最初的高门槛意味着建立了高壁垒护城河。
在众多AI+医疗的应用场景中,消化道AI辅助系统是一个较少有人涉足的赛道。但在2020世界人工智能健康云峰会的舞台上,动脉网(微信号:vcbeat)看到一款来自武汉楚精灵医疗科技有限公司/上海珍灵医疗科技有限公司(以下简称楚精灵)的消化内镜人工智能辅助系统:内镜精灵(ENDOANGEL ®)。
在此次世界人工智能健康云峰会上,内镜精灵不但在AI+医疗服务论坛主题演讲中亮相,还在上海市AI医疗场景建设中进行了展示,同时入选了2020世界人工智能大会SAIL(Super AI Leader,卓越人工智能引领者)奖TOP 30项目,并成功获得联合国工业发展组织UNIDO ITPO Network Global Call推荐提名,也成为WIITS(产业技术创新及国际合作倡议)平台首批入选企业。
上海珍灵医疗科技有限公司首席医学官于红刚教授在世界人工智能大会现场发表演讲
SAIL奖TOP 30榜单&联合国工业发展组织 ITPO Global Call获奖证书
内镜精灵是国内外首个人工智能消化内镜质控和辅助诊查系统,主要用于消化内窥镜操作时对于消化道影像的监测与处理。可以对消化内镜下视频影像进行实时监测,规范医师的内镜操作,并实时辅助医师提示可疑病灶,减少漏诊、误诊,提高早期癌症检出率,注力消化道系统肿瘤的早发现、早诊查、早治疗。
内镜精灵科研项目于2017年5月启动,虽然起步较晚,但三年来楚精灵一直以小步快跑、快速迭代的模式走完了AI+医疗必须要过的关卡:登上GUT、Lancet Gastroenterology & Hepatology、GIE 等顶级期刊;在国内多家医院开展临床试验;获得两张二类医疗器械注册证。如今,楚精灵的医疗器械三类证申请也已经进入了临床试验环节。如果一切顺利,这家公司将在半年内进入商业化实践。
为什么选择了消化道这一应用场景?在消化道AI辅助系统中,楚精灵做了哪些突破?动脉网专访了楚精灵总经理胡珊博士。
从临床中诞生的AI辅助系统,找到独特的应用场景
楚精灵团队选择湖北荆楚之地古称中的“楚”字作为公司名称,是因为楚精灵的诞生和湖北武汉息息相关,内镜精灵的研发结合了武汉大学的科研优势,以及武汉大学人民医院的数据优势。
为什么一开始消化道并不是AI落地的首选,胡珊博士认为,一方面是缺乏临床洞察,另一方面是技术门槛。一开始进行AI+医疗尝试的先行者,几乎都是技术出身的工程师,他们对于临床的了解是一个循序渐进的过程。此外,消化内镜的实时检查对于数据获取和算法都有更高的要求。
楚精灵和大多数AI辅助诊断公司走的路径不同,楚精灵的消化内镜AI从一开始就是由消化内镜专业医生发起和主导的,从临床需求中诞生的AI辅助系统。
2017年,武汉大学人民医院消化内科主任于红刚教授从解决临床实际痛点出发,与武汉大学胡珊博士人工智能研发团队共同针对临床上消化内镜检查中存在的漏诊率高、早癌识别困难等问题研发一款AI辅助产品,提高消化内镜检查质量,降低医生的工作强度。
消化内镜实时辅助诊断,降低假阳性是最大挑战
从临床需求出发,楚精灵的研发团队把需求分解为两步,首先是质量控制,然后才是辅助诊断。
为什么要质控先行,因为消化内镜和其他的影像产品不同,常规内镜检查由每位医生在检查中独自观察消化道,存在操作水平的差异。由于内镜医师工作量大,容易出现内镜检查部位覆盖不全的问题,AI辅助系统首先要解决的是帮助医生确认是否做到全覆盖、无盲区检查。
为了解决这个问题,楚精灵团队研发了胃镜盲区监测和肠镜速度监测两大系统。胃镜盲区监测系统通过监测医生在消化内镜检查中观察到的26部位覆盖情况,实现辅助医生内镜检查操作并实时评价医生操作质量,避免检查遗漏。肠镜速度监测系统则通过实时监测退镜速度,在保证充分观察肠腔的基础上,保证整个退镜的匀速可控、视野清晰,提高肠镜检查质量。
“如何从临床视角去真正解决这些问题,我们团队做了很多创新尝试。对上消化道内镜检查的26部位进行盲区监测就是于红刚教授在全球首次提出的。”
质控产品利用人工智能建立标准化的消化内镜检查流程,实现盲区监测、速度监测。解决了质控问题,实际上也为消化道AI辅助诊断系统的应用打好了基础。通过辅助诊断系统可以实时辅助提示可疑病灶,帮助医生发现更多的消化道早癌。
胡珊博士表示,楚精灵还在持续突破,目前已启动早癌分化程度和边界预测、食管静脉曲张辅助诊断、实时肠道清洁度评估以及在胆胰EUS和ERCP中的应用研究。
在最后的内镜检查报告环节,内镜精灵可以抓取并储存不同部位的典型图片,自动生成内镜检查图文报告,自动生成的图像资料、报告完整度高于医生。
整个研发过程,楚精灵用了三年,其中完成了400多次的产品迭代。在几百次的迭代中遇到的主要问题是数据的标准化、实时诊断和降低假阳性。
首先在数据获取上,消化内镜不同于静态的影像设备,数据的获取和存储都有更高的难度。得益于医生团队的深度参与,内镜精灵的学习数据由20多名专业医生组成的团队标注。
“所以我们拥有一个精度非常高的标准数据库。同时,楚精灵也通过多中心的临床试验去完善扩大数据库。”
切实提升早癌检出率获得临床医生高度认可
目前,武汉楚精灵团队在全国上百家医院开展了科研合作和临床试验,其中包括武大人民医院、武汉同济医院、武汉协和医院、湘雅医院、北京大学肿瘤医院、南京鼓楼医院等国内顶尖医院。
在这些医院中,楚精灵取得了过硬的成绩,切实提高了医院的消化道早癌检出率。在武汉大学人民医院,使用内镜精灵后,胃早癌的检出率从2017年的22.8%提升到了2018年的34.5%,2019年的40%。
胡珊博士表示:“目前各个医院早癌检出率的提升都是经过病理验证统计的,都是真实可靠的数据。在吉林市人民医院,2019年7月应用内镜精灵三个月后,就比同期多发现了25例早癌。”
内镜精灵临床应用场景
对于患者来说,早期胃癌仅需进行ESD(内镜黏膜下剥离术)手术治疗,无需外科手术治疗。相较于动辄几十万元的外科手术治疗费用,内镜下手术治疗费用仅3万元左右,可为患者节约近几十万的手术费用,在为患者结束治疗费用的同时,也大大提升患者的5年生存率和生活质量。
除了在国内医院的实际应用,楚精灵也在国际舞台中不断亮相。2020年4月7日,以“爱(AI)在武汉,精灵在路上”为主题的“中美意人工智能网络论坛”顺利召开,在线参与人数3.7万人。其中来自武汉大学人民医院的于红刚教授介绍了内镜精灵在消化道研究的最新进展。
2020年6月6日,“第二届武汉国际消化内镜人工智能大会(2020WIAIC)暨中华医学会消化内镜分会大数据协作组年会”在线上召开,本次会议共吸引了22万人次观看。在会议中,内镜精灵以专题授课+手术演示的方式让线上观众欣赏了内镜精灵的核心技能——实时自动识别胃部早癌并自动划定病灶范围。楚精灵向全世界的临床医生展示了内镜精灵的功能和特点。
楚精灵总经理胡珊博士在第二届武汉国际消化内镜人工智能大会中青年论坛中致辞
获得两张注册证,开启产业化之路
能够在短短三年时间里,取得消化内镜学术界和临床界的认可,胡珊博士认为内镜精灵成为真正可落地的AI+医疗产品,源自于产品研发的临床应用导向性。
快速成长的楚精灵目前也获得了产业界的认可,目前,楚精灵的AI辅助质控产品已经获得了两张二类器械审批证。目前楚精灵的三类注册证申请,已进入临床试验阶段。
“这两张注册证其实对我们来说意义非凡。此前,我们作为科研产品,将成果发表在了一系列的国际顶级刊物上,但这只是获得了同行评议的认可。注册证意味着我们的产品获得监管部门的认可。”
对于一家在武汉的企业,疫情后获得的注册证更是楚精灵挺过黑暗后的第一道曙光。
“获得两张注册证是我们的里程碑之一,也是我们接下来发展的重要支点。我们的研发中心是在武汉,疫情期间我们也经历了非常艰难的日子,但我们的研发团队在困境中,不但没有停止不前,还积极参与抗疫,研发了CT精灵(CT Angel)—针对新冠肺炎的人工智能辅助软件。现在武汉正在从疫情中重生,我们的团队在疫情后同样也是快速推进新的产品研发布局、各方合作和商业化落地,相信接下来的半年公司发展也会步入快车道。”胡珊博士激动地表示。
