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超聲醫(yī)生缺口15萬,為何人工智能難以替代人工

2022-08-15 09:01 第一財經(jīng)資訊

導(dǎo)讀:醫(yī)學(xué)影像分析工作量大且繁瑣,極度消耗醫(yī)生精力。近年來,人工智能(AI)在醫(yī)學(xué)影像行業(yè)中正得到應(yīng)用

“急招超聲醫(yī)師,提供住宿,最高可獲30萬元人才獎勵。”

近日,深圳龍華區(qū)的一家醫(yī)院在其公眾號上打出了這樣的招聘廣告,類似急招超聲醫(yī)生的帖子在網(wǎng)上也很常見,這背后折射的是當下超聲人才匱乏的窘?jīng)r。公開數(shù)據(jù)顯示,我國超聲人才缺口至少15萬。

醫(yī)學(xué)影像分析工作量大且繁瑣,極度消耗醫(yī)生精力。近年來,人工智能(AI)在醫(yī)學(xué)影像行業(yè)中正得到應(yīng)用,目的是幫助“解放”醫(yī)生雙手,但具體到超聲領(lǐng)域的應(yīng)用卻不盡如人意,目前獲得國家藥監(jiān)局醫(yī)療器械第三類注冊證的AI醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品中,尚看不到與超聲相關(guān)的產(chǎn)品,而獲批的產(chǎn)品主要集中在X線、CT這些領(lǐng)域。

在醫(yī)學(xué)影像診斷中,超聲是應(yīng)用最廣的。在我國AI醫(yī)療發(fā)展中,醫(yī)學(xué)影像成為最熱門的應(yīng)用方向,但為何到了超聲這樣的細分領(lǐng)域,就進展緩慢?

近日,科技部等六部門印發(fā)了《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出要著力解決人工智能重大應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化問題,全面提升人工智能發(fā)展質(zhì)量和水平,其中醫(yī)療領(lǐng)域要積極探索醫(yī)療影像智能輔助診斷、臨床診療輔助決策支持、醫(yī)用機器人、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、智能醫(yī)療設(shè)備管理、智慧醫(yī)院、智能公共衛(wèi)生服務(wù)等場景。

AI超聲發(fā)展的難題

目前臨床應(yīng)用較廣的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備包括X線、CT、磁共振、超聲四類,其中超聲基于安全、無創(chuàng)、實時、經(jīng)濟、便攜等優(yōu)點,在臨床上得到廣泛應(yīng)用。超聲醫(yī)學(xué)影像設(shè)備也是醫(yī)院、影像中心等醫(yī)療機構(gòu)常用的臨床診斷儀器,應(yīng)用領(lǐng)域從早期的腹部及婦產(chǎn)科診斷,已拓展至心血管、神經(jīng)、肌肉骨骼等多領(lǐng)域臨床診斷,并逐步滲透至超聲引導(dǎo)介入等非診斷領(lǐng)域。

中國有超過20萬超聲醫(yī)生,與此對應(yīng)的是,每年超聲檢查數(shù)量達到約20億人次,遠超CT每年2億人次的檢查數(shù)量。超聲檢查市場需求大,但預(yù)約檢查不易,原因是超聲醫(yī)生資源匱乏,而培養(yǎng)一名合格的超聲醫(yī)生,往往需要3到5年的時間,在產(chǎn)前胎兒篩查領(lǐng)域,甚至可能需要5到8年時間。超聲檢查主要靠手動操作,很依賴醫(yī)生的經(jīng)驗,且對醫(yī)生有著很高的技術(shù)要求。

2020年2月,美國FDA批準Capture Health開發(fā)的人工智能超聲影像輔助系統(tǒng),給超聲影像應(yīng)用帶來了突破。近年來,中國一些企業(yè)也在布局AI超聲領(lǐng)域,試圖利用AI來輔助超聲診斷。然而,截至目前,相比其他AI醫(yī)學(xué)影像賽道,AI超聲賽道的競爭遠不如想象中的激烈。

“在AI影像行業(yè)發(fā)展中,AI超聲起步晚,發(fā)展緩慢,商業(yè)化落地艱難,制約AI超聲發(fā)展的痛點是,與臨床的需求并不匹配,其中之一是難以實現(xiàn)實時診斷能功能?!敝猩酱髮W(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)超聲科教授、主任醫(yī)師謝紅寧對第一財經(jīng)記者表示,CT、核磁、X光等放射科影像的采集與診斷是分開的,采集可以由技師來完成,閱片則由放射科醫(yī)生完成,后者可以通過判斷靜態(tài)圖像進行診斷,但超聲診斷的難點在于圖像采集與閱片需要同時完成,需要超聲醫(yī)生手、眼、腦的同時配合,采集到不同切面的動態(tài)圖像并進行實時診斷。要輔助超聲醫(yī)生可以實時診斷的話,AI超聲開發(fā)的難度很大。

“如在乳腺癌篩查領(lǐng)域,大部分的AI超聲產(chǎn)品,需要醫(yī)生先掃描找到腫塊圖像,將其抓取成靜態(tài)圖,再由AI系統(tǒng)來判別是良性還是惡性。這種模式下,萬一醫(yī)生看不到這個腫塊時,就會產(chǎn)生漏診風(fēng)險。”中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會副會長、廣東省超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會會長、教授李安華對第一財經(jīng)記者說。

對于超聲醫(yī)生而言,如果還要靠他們來抓取靜態(tài)圖,再交給AI系統(tǒng)判斷,不僅不能提高工作效率,反而會增加工作負擔,而本身超聲診斷工作就已足夠繁瑣。

目前的AI超聲除了缺乏實時診斷能力外,立體結(jié)構(gòu)識別能力也存在短板?!俺曖t(yī)生在掃描圖像過程中,是需要建立立體思維能力的,需要在腦中建立立體結(jié)構(gòu)來進行判斷,但目前多數(shù)的AI超聲系統(tǒng)尚未實現(xiàn)立體結(jié)構(gòu)識別能力?!敝x紅寧說。

在李安華看來,之所以AI超聲與臨床應(yīng)用存在著很大的脫節(jié),一方面跟復(fù)合型人才稀缺有關(guān),開發(fā)AI超聲產(chǎn)品的主要以工程師為主,并不具備臨床實踐經(jīng)驗,無法很好地領(lǐng)悟到臨床的真正需求;另外一方面也受算法框架的限制?!八惴蚣芘cAI分析產(chǎn)品的準確度和實時性是強相關(guān)的,而現(xiàn)在國內(nèi)幾乎所有的AI公司使用的都是開源算法,各家公司的算法效能仍要取決于對開源算法重新編譯的質(zhì)量如何,而重新編譯工作,本身挑戰(zhàn)就很大。”

如何破局

雖然AI超聲的發(fā)展仍存在一些困局,但并不意味著臨床上就沒有需求。

“我們面臨醫(yī)、教、研‘三座大山’,日常除了承擔醫(yī)學(xué)影像診斷工作外,還有教學(xué)、科研的任務(wù),我們很希望AI可以賦能,來提升工作效率。”謝紅寧說。

李安華表示,不同超聲醫(yī)生的掃查手法有所不同,采集圖像的質(zhì)量也會參差不齊,而一款優(yōu)秀的AI產(chǎn)品,除了要能夠幫助醫(yī)生進行輔助診斷外,還可以助力超聲圖像的質(zhì)控,建立圖像采集統(tǒng)一標準。具體到醫(yī)院端,AI超聲有兩大應(yīng)用場景,一是在醫(yī)院質(zhì)量控制上,AI輔助可以起到監(jiān)督作用,以產(chǎn)前超聲為例,按照國家標準,中孕期B超篩查要留取30多個標準切面,而AI超聲可以判斷這些切面是否標準;二是可以解決基層優(yōu)質(zhì)資源短缺的難題,幫助高資歷醫(yī)生培養(yǎng)年輕醫(yī)生。

“當下大醫(yī)院的‘虹吸效應(yīng)’依舊存在,許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)培養(yǎng)出來的超聲醫(yī)生很容易被上一級醫(yī)院調(diào)走,導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)很難留住人才,如何通過AI醫(yī)療來解決基層人才的缺口也顯得至關(guān)重要?!崩畎踩A說。

目前仍有企業(yè)嘗試在AI超聲領(lǐng)域進行破局。

如剛剛過去的7月,在廣東省醫(yī)學(xué)會第六次產(chǎn)前診斷學(xué)學(xué)術(shù)會議上,廣州愛孕記信息科技有限公司聯(lián)合包括中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院在內(nèi)的全國多家三甲醫(yī)療機構(gòu)以及華南理工大學(xué)計算機學(xué)院,耗時5年共同研發(fā)的超聲AI智能化系統(tǒng)“愛孕智聲”正式對外亮相。在實現(xiàn)實時同步分析結(jié)果方面,該系統(tǒng)已有所突破。

“就好像給超聲醫(yī)生準備了一個導(dǎo)航助理,全程可以通過聲音、文字、圖像等方式提醒超聲醫(yī)生關(guān)注檢查流程規(guī)范化以及異常情況。關(guān)于這款產(chǎn)品的定位,在面向高年資醫(yī)生群體方面,希望可以幫助他們減少一些重復(fù)性勞動,釋放出時間來去做創(chuàng)造性和決策性工作;面向年輕醫(yī)生群體方面,也希望可以起到質(zhì)控培養(yǎng)作用,幫助他們減少漏診、誤診概率。”廣州愛孕記創(chuàng)始人兼CEO、博士汪南對第一財經(jīng)記者表示。

汪南也表示,AI超聲要實現(xiàn)實時同步分析的功能,在開發(fā)過程中確實困難重重?!澳壳澳荛_發(fā)出算法的人才主要集中在海外,而這些算法更多是用于自然圖像的識別,如果要應(yīng)用到超聲領(lǐng)域,必須對底層的算法做大量的編譯優(yōu)化工作,讓其適應(yīng)應(yīng)用場景屬性,并且編譯完成后也需要進行大量測試,最后形成自己的算法,這需要投入大量的時間、精力、資源等?!?/p>

上述這款產(chǎn)品目前獲批的醫(yī)療器械注冊證屬于第二類,可以在醫(yī)院進行銷售,但要實現(xiàn)更高難度的功能,仍需要獲得第三類注冊證。據(jù)第一財經(jīng)記者了解,今年8月份,愛孕智聲產(chǎn)品在河南和安徽的三甲醫(yī)院也完成了國家藥監(jiān)局第三類醫(yī)療器械臨床試驗的首例入組。

李安華表示,目前超聲AI要真正實現(xiàn)商業(yè)化落地,仍要解決如何提高產(chǎn)品成熟度以及誰來付費這兩大問題。

“我們也正在探索開發(fā)不同定位的服務(wù)和產(chǎn)品,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和訴求?!蓖裟蠈Φ谝回斀?jīng)記者表示。

縱觀目前AI醫(yī)學(xué)影像行業(yè)的發(fā)展,雖然還處于價值實踐期,但前景依舊被市場看好。

頭豹研究院近期發(fā)布的報告顯示,AI醫(yī)學(xué)影像主要應(yīng)用于醫(yī)療健康市場和大健康市場場景中,根據(jù)這兩個主要場景預(yù)計,中國AI醫(yī)學(xué)影像市場規(guī)模將從2021年的8.2億元增至2025年的1376億元,2021年至2025年的復(fù)合增長率為102.4%。

廣東省人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長兼秘書長張崟表示,在國家政策以及市場需求共同推動下,在圖像識別輔助診斷這一熱門賽道上,預(yù)計仍涌現(xiàn)出更多優(yōu)秀的企業(yè)以及產(chǎn)品。