蕭簫 金磊 發自 凹非寺量子位 報道 | 公眾號 QbitAI萬萬沒想到,只是參加一個科技展會,卻能讓人感到扎心。這一切的起因,要從活動中展出的一個故事講起:生孩子這件本應令人喜悅的
2021-06-30 14:45:04
蕭簫 金磊 發自 凹非寺量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
萬萬沒想到,只是參加一個科技展會,卻能讓人感到扎心。
這一切的起因,要從活動中展出的一個故事講起:
生孩子這件本應令人喜悅的事情,最終卻演變成讓一個家庭揹負了十多萬元的債務。
而這一切的「元凶」,是一個叫做妊娠糖尿病合併高血壓的疾病。
正是因為它,還在孕期的故事主人公小琳(化名),不得不讓腹中的孩子早產出生。
而自己的視網膜也隨之脫落,導致雙目近乎失明,只能看到微弱的光芒。
在得知這個故事後的我,心情久久無法平復。
這到底是一種什麼疾病?
於是帶著好奇心,我在網上開始對它展開深入地調研。
原來,妊娠期糖尿病引起的酮症酸中毒,再伴隨高血壓等症狀,會導致視網膜病變的發生。
更令人震驚的是,這還真不是個別現象:
39%病程超過15年的糖尿病女性,在妊娠期間會發生增殖性視網膜病變。而即便患有糖尿病不足15年,該病的發生率也高達18%。
難道就沒有辦法預防嗎?
有的,只需要及時接受檢查即可。
但問題也正是出現在了這一重要的環節。
一來是因為許多在孕期的準媽媽,對這種疾病並不瞭解,直到出現症狀了才去就診,錯過了最佳的治療時機。
再者,像故事中小琳所處的城市屬於貧困地區,醫療資源較為緊張,能夠檢查和醫治視網膜疾病的醫生可謂是鳳毛麟角。
為了解決這種情況,一種「快、準、狠」的方法悄然誕生。
他們將「專業醫生」帶到貧困縣區
這種方式,其實就是預防。
以妊娠糖尿病合併高血壓為例,若是小琳能夠在症狀發生之前,及時做檢查,便可以有充分的時間進行降糖和鐳射治療。
而且比起事發之後的10萬元天價醫療費用,事前的定期檢查和康復費用便顯得格外經濟有效。
早篩查、早發現、早治療,其重要性便可見一斑了。
但剛才也提到了,目前全國各地的醫療水平不均是一個確確實實存在的客觀問題(尤其是貧困地區)。
在這種情況下,又該如何做好預防?
人工智慧技術,便是一種破局之道。
一家叫做Airdoc(鷹瞳科技)的公司,正在用實際行動,證明人工智慧技術對於基層的重要意義。
小琳所在的貧困縣區,是Airdoc精準扶貧的物件之一。Airdoc為他們帶去了「視網膜檢測儀」。
但千萬不要小瞧了這位「AI醫生」。
它是「學習」了數百萬張視網膜影像,再由數百名資深醫學專家親自輔導(交叉標註),耗時多年才誕生。
患者只要讓它「看」一眼,便可以發現常見的眼健康風險,而且基於此,還可以分析全身性血管和神經健康所存在的風險。
在為期僅僅4天的時間裡,這位「AI醫生」便「開著車」,為4個鎮、600多位貧困群眾提供了健康服務。
如此效率,換作是人類醫生恐怕無法勝任。
那麼Airdoc又是怎麼做到的呢?
實時出結果,源自5年技術積澱
視網膜影像識別技術能評估健康風險,原理來自:
視網膜是全身唯一可以直接觀察血管和神經的部位,而高血壓、動脈硬化、糖尿病等重大疾病,都會引起血管的改變,包括視網膜血管。
因此,針對該部位的檢查,不僅能檢測糖尿病視網膜病變、青光眼等眼底疾病,還能直接體現身體其他方方面面的健康風險,是臨床診斷、病情隨訪的重要手段。
然而,眼底篩查至今沒能推廣到三四線城市,根本原因在於:具備眼底病檢查能力的專業眼科醫生太少,廣大地區醫療資源嚴重缺乏。
如果用專業醫生的診斷資料教AI學會識別視網膜影像,不僅能快速診斷結果,還能將資源批量應用到全國的中小城市去。
這也是Airdoc成立的初衷。鷹瞳Airdoc創始人、CEO張大磊在一次採訪中表示:「成立Airdoc的初衷之一,就是因為家人曾遭遇誤診。」
實際上,最初研發AI視網膜識別技術的不止Airdoc,一開始還有谷歌、IBM、Digital Diagnostics、Eyenuk等巨頭,國內幾家巨頭也都進行過相關研究。
尤其谷歌,在開發演算法模型時,選擇針對美國醫院的視網膜影像資料集進行研究,相關模型精度在實驗室可達90%以上,研究發表在JAMA等雜誌上,引起巨大轟動。
然而,這項技術面向醫療條件落後的地區,如東南亞時,出現了嚴重的「水土不服」。
要知道,美國醫院的高精度資料集,源於專業醫生的拍攝技術、高配的硬體,導致谷歌演算法模型對資料質量要求極高,同時只能適配昂貴的高精度眼底相機。
2020年,他們在泰國實際落地時,谷歌才發現演算法不適配各種當地硬體產品、當地醫生拍攝水平也不足,導致準確度明顯低於實驗室結果。耗巨資做出來的AI視網膜影像識別模型,實際落地效果不好,至今仍未大規模商業化。
清華大學附屬北京清華長庚醫院眼科主任胡運韜曾表示,眼底相機效能、人員拍攝能力、網速,都是導致谷歌AI模型「水土不服」的原因。
谷歌AI模型遇到的問題,對於醫療AI研究人員來說並不陌生。Airdoc醫學總監王斌坦言:「谷歌在泰國面臨的問題,我們在一線試點時基本上都碰到過。」
為了規避谷歌遇到的類似落地問題,真正實現「落地到三四線城市,解決醫療資源分配不均」這一目標,張大磊和團隊在這幾年時間裡,同時做了三件事:
做軟體演算法,做資料集,做硬體,且每個部分都必須比多數同行付出更多。
先說說軟體演算法層面。Airdoc自研了不少針對各類疾病的AI演算法,相關研究在柳葉刀、Nature等醫學頂刊,以及MICCAI等醫療AI頂會上都有收錄。
其中就包括醫學影象處理領域頂會MICCAI上,一篇與莫納什大學(藥學專業全球TOP 2)合作的論文Retinal Abnormalities Recognition Using Regional Multitask Learning。
論文中的AI視網膜影像識別模型,利用多工學習語義分類,讓三個子網路分別學習視網膜不同區域的疾病,最終實現自動精準識別36種視網膜病變。
Airdoc的自動影象質量控制演算法,也是產品的一個亮點。
自動影象質量控制,可以高效智慧實時地對眼底相機採集的影象進行質量分析,發現影象採集質量不高的情況以及導致質量不高的原因,然後引導使用者或操作員重新採集高質量的圖片。
這項技術極大地提高了在基層環境中產品服務使用者的效率。
再從資料集層面看。Airdoc的重心放在資料標註精度上,與其合作的專業醫生,基本都來自《中國醫院排行榜(復旦版)》上名列前茅的醫院,經過他們重複標註的資料集,數量達370萬張。
這些資料具有較強的多樣性,用它訓練出來的演算法,可以適配大多數眼底相機,支援對不同質量的眼底圖片都做出準確分析。
如此一來,便大大降低了產品落地應用的門檻。
最後再看硬體方面,Airdoc還是唯一一家自研硬體產品的公司,代表作之一就是全自助的免散瞳眼底相機。
驗過光的讀者,也許對「散瞳」有印象,這是一種視網膜眼底檢查手段,用藥水麻痺睫狀肌,目的是放鬆瞳孔,避免其在遇到傳統照相機強光時自動縮小,無法成像。但散瞳藥物可能導致過敏。相比多數裝置,更先進的眼底相機,對瞳孔直徑要求小,能將眼底圖直接成像於感測器上,全過程不到1秒鐘,無需經過至少30分鐘的快速散瞳。
先進裝置演算法進一步為硬體帶來了加成,例如像「自動檢測、自動對齊、自動對焦、智慧語音互動」這樣的智慧演算法實現了硬體的全自助拍攝能力。
在這樣的努力下,Airdoc-AIFUNDUS(1.0)成為首個獲得國家藥監局第三類醫療器械證書的AI視網膜影像識別產品,真正實現了上市,目前已經落地到不少三四線城市,文前提及的陝西省安康市,就是其中之一。
更值得一提的是,Airdoc其他用於檢測糖尿病視網膜病變等系列疾病診斷的軟硬體產品,也都獲得了能夠上市的第二類醫療器械證書。
既要研究軟體演算法、資料集,又要做硬體,技術追求毫無疑問地帶來了成本負擔,Airdoc招股書顯示,2019、2020年兩年的研發投入佔比極高,甚至一度超過了收入。
其中,2019年的研發投入佔總營收的135%,而2020年的研發投入也佔了總營收的88%。在醫療AI一度被唱衰的當下,這樣的做法多少顯得有些「冒進」。
但技術追求收穫的成果是明顯的。
上海市靜安區市北醫院陳吉利醫生曾在Nature子刊上發表一篇臨床試驗文章,驗證結果顯示,Airdoc的AI與專業眼科醫生篩選出的糖尿病視網膜患者數量極為接近,只比眼科醫生多篩選2例,相對更偏嚴格,具有臨床可用性。
其招股書也大大方方寫道:谷歌產品主要篩查類型為糖尿病視網膜病變、糖尿病黃斑水腫兩類,而Airdoc的人工智慧醫療器械軟體(SaMD),檢測的疾病類型要更多。下面資料來源於弗若斯特沙利文,更能佐證Airdoc在細分領域的努力:
來源於Airdoc招股書
巨頭調整,他們努力向前
近日,一度要在醫療AI領域「火力全開」的谷歌健康部門面臨重組,這被視為谷歌對醫療健康領域的一次大規模調整。
但無論是在三年前合併DeepMind Health、還是數次更替研發項目,谷歌在2016年成立的糖尿病視網膜病變篩查項目,一直沒有變過。
甚至重新整合過後,糖尿病視網膜病變篩查被從原來的項目組中剝離出來,單獨成立了一個團隊,進一步加以研究落地。
這足以證明谷歌對「糖網」項目潛力的認可。
然而,包括谷歌、IBM等巨頭在內,確實有不少醫療AI相關的項目仍未曾盈利。這似乎也是當下醫療AI行業的普遍現狀——
儘管大家都知道,這是一項造福人類的事業,但真正做起來反而並不容易。
這到底是實現路徑錯了,還是最終目標錯了?
至少Airdoc正在用另外一種方式,朝目標堅定前進。
2019-2020年兩年間,逐年增加的研發投入:
這兩年,除去銷售成本的收入毛利率,也從53%上升到了61%;
至於虧損的情況,也在逐年好轉,從286.5%下降到了167%。
而就在今年5月,Airdoc已完成由禮來亞洲基金(LAV)、清池資本、OrbiMed、富匯創世共同投資D輪融資。
截至目前,Airdoc共完成了從Pre-A輪到D輪的7輪融資,總額超8億元。
6月21日,鷹瞳科技(Airdoc)向港交所正式提交申請版招股書。
不過,上市只是第一步。
面對未來的巨大藍海市場,醫療AI這個領域的探索,才剛剛起步。
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