在2017年那場史詩級的圍棋對決中,人類戰力最強的棋手柯潔以0∶3敗於阿爾法狗,人類終被自己的模仿品——人工智能(AI)超越。 接下來,它會在哪個領域戰勝人類? 猜測落在醫療上。
人工智能在多個醫療細分領域曾與人類醫生交手,2016年5月至今,比分結果是AI 6勝、3平、2負。 醫生已然落於下風。
2017年歲末,斯坦福大學教授吳恩達領導的機器學習小組開發出一種名為CheXnet的算法,能夠更敏銳地捕捉胸部X光片中的肺炎跡象,在診斷肺炎的比拼中,也一舉擊敗四名 放射科醫師。
這些火種足以讓產業界信心爆棚。 谷歌、IBM、英特爾等國際巨頭和國內的“BATK”(百度、阿里、騰訊、科大訊飛),都加緊佈局,一大批初創公司也噴湧而出。
人口老齡化加劇、慢性病患者群體增長、優質醫療資源緊缺、公共醫療費用攀升等多重壓力,使AI入醫療被寄望成為這一全球性壓力的洩壓閥。 洩出的壓力也正是機遇的源頭。 尤其在中國,人口數量成為優勢,醫療數據的基礎大,可以給醫療AI提供充沛的燃料。 業內的普遍看法是,
然而,AI的泡沫已然吹起,醫療能否獨善其身? 這將取決於研究成果能否盡快進入臨床,並獲得大範圍應用,給醫療帶來切實改進,以撐起領域公司的估值,衝破“C輪死”的魔咒。
向醫生的主場滲透
擊敗四名放射科醫師,CheXnet只經歷了一個月的診斷學習。
AI已經在預測中風和心髒病發作、預測嬰兒自閉症的風險上表現出明顯優勢;在外科手術和阿爾茨海默病預測中略勝一籌;在治療腦腫瘤、先天性白內障診斷和皮膚癌診斷 上,跟人類醫生打平。 “這些示範性的案例,就是一輪又一輪大額度融資的信心來源。”億歐智庫醫療產業分析師尚鞅告訴《財經》記者。 過去一年,資本對醫療AI的熱情展露得非常明顯,因為落地的可能性被印證了。
此前的人機對戰都在研發階段,直到一年前,美國批准了第一個用於臨床的醫療AI產品,它可以分析心臟核磁共振圖像,準確度可與有經驗的醫生相媲美。 進入臨床,是AI向產業化邁進的一大步。
2017年,國內醫療AI行業公佈的融資事件近30起,融資總額超過18億元。 融資額最高的一筆是AI醫學影像公司匯醫慧影數億元B輪融資。
“能夠在如此短時間內讓投資界集體高潮,一定是出現了商機。” 易凱資本有限公司健康產業組聯席負責人李鋼分析。
就醫,最核心的部分是診斷。 替代醫生診斷,是醫療AI的一個終極目標。 現階段的小目標是,能夠讓AI為醫生的診斷及治療方案提供建議,輔助診療。
(如何讓人工智能和人類醫生一起,實現任何單一方都無法提供的臨床效果,才是關鍵。圖/視覺中國)
AI輔助醫生做事,先從那些繁瑣的、重複性工作起步,提升診療效率。 企業和研究團隊分頭趟開兩條路: 一條基於自然語言處理,根據病歷和症狀診斷疾病;一條基於計算機視覺,通過識別醫學影像診斷疾病。
IBM公司開發的“沃森”(Watson),是第一條路徑代表。 它四年學習了200本腫瘤教科書、290種醫學期刊和超過1500萬份的文獻後,嘗試在14個國家的多個腫瘤治療中心臨床應用。 在輸入患者的年齡、性別、體重等基本情況和癌症分期、局部復發、化療方案、病理分期、癌症轉移等具體內容後,短短十多秒,沃森就會給出治療方案,在肺癌、 乳腺癌、直腸癌、結腸癌、胃癌和宮頸癌等方面為醫生提供診斷建議。
腫瘤醫生的智能助手沃森落地中國非常迅速,其國內代理商——百洋智能科技在去年5月曾透露,一年內將有150家地市級的三級綜合醫院引進沃森。 然而, 沃森面臨的問題是,雖然速度快,但給出的解決方案可能還不是最好的。
第二條路徑,AI可將復雜、高維度的醫學影像數據,降維使其更易處理,因而可以快速、準確地從醫學影像中發現病症的信息,輔助醫生診斷。
醫學影像在醫療數據總量中佔比約80%,包括CT、核磁、超聲、病理、內窺鏡、眼底等,因而,醫學影像的計算機處理向來是一個龐大的產業。
全球知名風投調研機構CB Insights對美國106家醫療AI初創企業分析顯示,影像和診斷成為資本熱湧的重點領域。 IBM和阿爾法狗的開發者DeepMind都在推進AI醫學影像的應用,阿里、騰訊也不甘人後。
實際上,AI的觸角已無處不在。 運用語音識別和自然語言理解,醫生在診療過程中即可完成病歷編寫,能提高醫生工作效率,美國大概有72%的醫院已經實現用語音收集醫療信息,科大訊飛、雲知聲等均有 此項業務。
一些初創公司,還喜歡擠入慢性病管理,即運用人工智能算法,對慢性病患者進行實時健康監測及乾預,甚至據此生成健康管理建議,主要針對糖尿病、心血管病等需要即時干預的慢性病患者。
而一年多前,很多一線醫生還不知道AI這個字母組合是什麼意思。 “在過去的12個月,關於醫療AI的各種信息,很多一線醫生都在聽和看,這是一個很好的趨勢。”上海長征醫院眼科主任醫師魏銳利對《財經》記者說。
2017年11月,由獨角獸工作室等聯合發布的《醫療人工智能醫生認知情況調研報告》顯示,77%的醫生至少聽說過一種醫療人工智能應用。
催逼AI箭上弦,本質上還是好醫生稀缺。 藍馳創投合夥人陳維廣,在投了春雨醫生之後,他多次接到朋友的請求,讓幫忙找好醫生。 對醫療的需求提升,是全球普適的驅動因素,而人口老齡化就是那塊巨大的背景板。
像一副擺好的多米諾骨牌,全球人口老齡化加速,老齡化社會之後就是醫療資源匱乏。 美國人口普查局報告顯示,至2015年,全球65歲及以上人口超過6億。 這一年,中國65歲及以上人口約1.44億。
英特爾醫療與生命科學部亞太區總經理李亞東介紹,目前全球約30%的醫療資源為65歲以上的人群所佔用,50%的醫療資源為55歲以上的人群佔用。
國內對AI最現實的期待是,紓解三甲醫院爆滿的困境,協助提升縣鄉鎮的醫療水平,以免漏診、誤診。
依然是數據為王
一個十分明顯的趨勢是,AI往醫學影像領域扎堆。
動脈網數據顯示, 國內83家醫療AI企業中,一半涉足醫學影像。 “(這一領域)正處於黃金期,除提高效率之外,它能找到人力無法找到的病徵,今後完全取代醫生讀片是完全可能的。” 海銀資本創始合夥人王煜全向《財經》記者分析。
技術驅動因素之外,還有一個重要的底層邏輯在運行。 “離開臨床數據,AI沒法思考。”北京大學腫瘤醫院信息部主任衡反修在很多會議上強調這一金句。
AI的開發很像教孩子,需要花時間訓練它,給它餵大量數據,同時告訴它什麼是錯的,什麼是對的。 通過這種有監督的學習,AI才能成長。
就像早期阿爾法狗的訓練一樣,醫療AI的訓練也得有“棋譜”——以醫學影像為例,就是大量由醫生標註出重要信息的影像數據集。 不過,圍棋有統一規則,而人的病例複雜得多,因此,獲得高質量的、經標註的影像大數據集,需要大投入。
萬里雲醫療信息科技(北京)有限公司CEO黃家祥認識一位AI醫療創業公司的創始人,剛融到幾千萬元投資時十分開心,但不到一年就發現,差不多一半的資金得用在 數據標註上。
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相對於基因、病理等的數據,獲取醫學影像數據更容易一些,且本身就是結構數字化的,加之原來就有一些公開的標註數據集,所以一大批創業公司才蜂擁進入影像領域。
基於同樣的邏輯, 在AI醫療技術的開發中,最重要的不是AI技術哪家強,而是看誰能與醫院建立良好合作,因為醫院手中既有醫療數據,又有能對數據進行標註的醫生資源。
實際上, 中國的醫療大數據一直存在應用障礙,信息孤島現像明顯,國內95%醫院的電子病歷還未全院流通。 換句話說,醫療大數據的地基尚未打好。
在醫療過程中,很多最基本的醫療術語尚不能統一,如闌尾炎和盲腸炎或食管癌和食道癌,說的是一個病,但錄入數據庫後,計算機會把它分成兩種病。
醫療數據不准確、不完整,增加數據挖掘難度的同時,也降低了數據本身的價值。 河南省安陽市腫瘤醫院每年完成2200台-2500台的食管癌手術,穩居世界第一。 但該院院長徐瑞平教授坦陳,“我們做了這麼多手術,在國內食管癌的(學術)地位並不高。”原因就是數據質量不高,後期對病人的隨訪不夠,導致數據不完整。
要想讓AI深入,就需要協調電子病歷、化驗和影像系統、醫生記錄和醫療保險索賠材料等多方的大數據,這明顯是個難上加難的任務。
即使在先行者美國,也有同樣困境。 《數字美國》報告顯示,美國有近四分之一的醫院和超過40%的醫生尚未採用電子健康記錄系統。 即便有電子記錄系統,也沒有與病人或其他提供者無縫共享數據,因為這些系統無法互通操作,病人需要反复講述他們的病史。
況且, 醫療AI在全球都面臨著一些獨特的高難度障礙:醫療數據的敏感性和嚴格的保護隱私規定,限制了AI醫療所要求的高質量聚合數據的收集。 如美國醫院對患者隱私有很多保護,醫院數據不能輕易開放給AI公司。
嘉禦基金的創始人衛哲注意到一個趨勢,很多國外從事醫療行業的公司在尋找中國的合作夥伴,因為中國人口同樣眾多,隱私的保護卻沒有那麼嚴格,有機會讓醫療數據迅速地集中起來 。
真正決定中國產生後發優勢的,依然是數據夠大。 李鋼觀察到,現階段中國醫療AI產業對美國風向的跟從效應明顯。 但未來,人口與數據的優勢將可能使中國企業狂飆。
還沒有看上去那麼美
AI公司多數都在幫醫生做科研,或在提高診斷效率方面做嘗試,真正深入到臨床流程的很少。 對AI將會在多大程度上替代醫生, 業界有兩種不同態度:AI工程師雄心勃勃,認為阿爾法狗的勝利就是最好的證據;醫生們則疑慮重重,至少還不擔心自己的飯碗會被AI搶走。
《醫療人工智能醫生認知情況調研報告》顯示,外科和影像科醫生對AI的知曉率高於平均水平,但對AI的整體滿意度也低於平均水平。 不滿意主要集中在AI未能減少醫生的工作量,其次是對原理的質疑以及準確率不高。
很多使用過閱片AI的影像科醫生,沒有體會到工作量降低。 魏銳利表示,AI分析過的影像,醫生還得重新復核一遍。 因為擔心漏診,也就是提示有患病可能的影像,沒有被識別出來。
所有醫療影像AI公司都會宣稱自己的產品比醫生閱片速度快得多,準確率要高,但沒有誰敢說能夠杜絕漏診問題。 這讓醫生難以完全信賴閱片AI。 一旦醫生覺得有風險,他就得審核AI看過的所有圖像。
漏診的產生,問題很可能出在訓練數據上。 黃家祥介紹,很多AI創業公司都是靠公開的數據源起步的,訓練的數據量非常有限;還有些公司跟一兩家醫院合作,把服務器放到醫院去訓練,也能訓練出一個AI模型來 ,而且對於單一病種,測試效果可能也不錯。 但如果換了另外一個不同的數據集來測試,很可能就“水土不服”了。
一些AI創業公司會辯解稱,自家的AI產品與醫生相比,降低了漏診率。 對這種說法,Wision AI的聯合創始人劉敬家不以為然,中國目前沒有關於醫生漏診的準確數據,如何得出AI的漏診率比醫生低的結論?
(所有醫療影像AI公司都會宣稱自己的產品比醫生閱片速度快得多,準確率要高,但沒有誰敢說能夠杜絕漏診問題。圖/視覺中國)
“目前來講,AI所取得的成果還遠遠沒達到預想的目標。”魏銳利說。 放眼看,大多數公司的AI產品還處於研發階段。
華蓋醫療基金董事總經理施國敏曾撰文稱,人們腦補的人工智能替代醫生,哪怕僅僅是輔助,在產品層面也尚未出現。
現階段的AI都是弱人工智能,其主流的深度學習方法存在一個明顯的缺陷,即它的過程無法描述。 換句話說, AI算法的整個過程猶如一個專用的、無法打開的“技術黑箱”,所謂可用不可見。 它既沒有普遍的適應性,也無法拆解出具體的智能化業務規則,而且高度依賴於參與訓練的海量數據。
深度學習的特點是有問必答,只要有數據輸入,就有結果輸出。 但劉敬家分析,如果沒有金標準對結果進行校驗,很可能輸出錯誤的結果,而且很容易蒙蔽人。
醫學是注重證據的學科。 頂級醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》去年發表文章,對深度學習在醫學預測領域的應用進行了分析,認為那些沒有探明的醫學邏輯支撐,妄想通過堆砌更多維度的數據而有所發現的行為 ,最終會陷於蝴蝶效應的困境之中。 也就是初始條件的微小變化,都可能累計出結果的巨大變化。
“技術黑箱”中僅有數學公式推導,卻沒有明確的理論解釋其決策過程。
醫生們擔心,這種思維用於簡單的類似於醫學影像標準等的工作尚無大礙,一旦涉及更為複雜的醫療決策輔助,甚至醫療方案的整體評估建議,不考慮決策過程完全以結果為 導向去輔助醫護人員,會讓醫護人員陷於被動,甚至暴露在難以控制的決策風險中。
美國醫療媒體STAT在2017年10月連發兩篇調查報導,分析沃森的“超級功能”中存在的技術缺陷,並指出美國現有法律框架對於醫療AI監管的疏忽之處。
美國一些醫生和消費者團體認為,正是因為AI算法具備“技術黑箱”的特點,監管方需要對像沃森這樣的醫療AI輔助診斷系統進行更加仔細的檢查和監管。
這個新興領域排頭兵,在中國還將面臨政府部門從不同的角度和方面來管制醫療健康領域,往往出現政策之間的不協調,或者部門之間的利益衝突和權力衝突,使得這些創新創業者難以 應付。 中歐國際工商學院衛生管理與政策中心主任蔡江南為《財經》撰文稱,由於缺乏對於製度和政策的了解,許多創新和創業項目往往包含了製度風險和政策風險,一旦政策執行過程中出現橡皮筋 的上下波動,這些項目就可能夭折。
“C輪死”魔咒
活過2018年,是很多醫療AI公司的決心。
融資青黃不接、技術迭代的瓶頸,以及商業模式斷裂,哪一條都有可能拖垮靠技術吃飯的初創企業。
李鋼觀察到,當細分行業龍頭融資紛紛達到億元級別後,其中領先企業融資最困難的階段就近在眼前了。
這是因為, 對風險偏好較高的風險投資者而言,細分行業龍頭需要的融資額已經超過他們能夠投資的體量;而對於較大體量的私募基金而言,這些行業龍頭依然處於商業化的探索階段 ,沒有亮眼的財務數字卻頂著極高的估值,實在無法下手。 由於億元級別的融資相當於B輪融資,因此,這個規律被稱為“ C輪死”魔咒。
現在,AI醫療影像行業的頭部企業,已經進入C輪的那道缺口之中。
黃家祥也認為,2018年對於很多醫療AI公司來說都是一個巨大的挑戰,“可能會淘汰掉一批,不光是融資層面的,還包括一些成長不上去的”。
親身遇到的案例,也加深了黃家祥這一判斷。 一個人工智能團隊用了約兩週時間,從一個公開的數據源,訓練出一個初步的AI產品,這一團隊找到萬里雲求助一些脫敏的測試數據,黃家祥提供了一部分數據,對方測出了 90%的準確率。
看上去技術門檻似乎並不高,幫助了一些創業企業在短時間內取得一定的成果。 然而,“沒法實現商業價值,就只是一個基礎的研究成果,只能用來秀一秀。”黃家祥十分篤定,這讓很多人錯誤地判斷了形勢,第一步好邁,但往後走還 有沒有資源支撐更加重要。
醫療AI跟阿爾法狗一樣,需要不停迭代升級。 這意味著,要不停用數據去訓練AI,並且有醫生持續地參與,在真實的應用場景中去支撐AI的持續成長。
一位醫療AI公司創始人對《財經》記者說, 一些公司遇到技術迭代的瓶頸,卡住了,“乾脆不繼續推進,保持低投入、不推廣,等著被收購”。
市場集中進程在快速完成,是接受《財經》記者採訪的多位資本分析師都認同的醫療AI趨勢。 “谷歌、騰訊等巨頭對初創企業甚至中型公司形成的壓制會越來越明顯,在接下來的一年,競爭會非常激烈。”王煜全分析稱。
巨頭的動作有跡可循。 2017年8月才發布的騰訊覓影,後發製人地進入“國家隊”,在科技部公佈的“首批國家人工智能開放創新平台名單”中,明確“依靠騰訊公司建設醫療影像國家新一代人工智能 開放創新平台”,從發布成立到進入“國家隊”的這三個月裡,騰訊覓影就與十多家三甲醫院建立了聯合實驗室,篩查目標病種也從早期食管癌拓展到肺癌 、乳腺癌等多病種。
巨頭們從觀望轉變為全面投入,小公司們要不殺出一條血路,要不坐等被收購或擠死。 “很多初創公司從創立之際就是坐等巨頭開個好價的,‘大魚吃小魚’接下來會頻繁發生。” 尚鞅如此解讀2018年的醫療AI市場。
另一方面,管理也隨著市場發展開始“劃車道”。 2018年8月1日,新版《醫療器械分類目錄》將開始實行,其中新增了與AI輔助診斷相對應的類別。
按照分類規定,申報二類醫療器械,診斷軟件通過算法,提供診斷建議,僅有輔助診斷功能,可不直接給出診斷結論;如果對病變部位進行自動識別,並提供明確診斷提示,則按照第三 類醫療器械管理。
醫療AI公司想走醫院採購這條路,必須通過相應的認證。 這就需要公司獲得大量真實的臨床應用數據,為申報提早準備。
多數醫療AI公司還處於打磨產品階段,商業模式並不清晰,與醫院的合作多為提供產品試用,收不到錢。 阿里健康副總裁柯研告訴《財經》記者,現在市面上的很多AI公司單純融資,無論估值多高,沒有收入來源和場景,商業模式是斷的,“再過三年沒有商業模式,會 走向邊緣”。
在醫療人工智能領域,最核心的要素是場景。 場景大於數據,數據大於算法。 至於未來誰埋單,柯研說,“我們相信,只要有場景,最後一定會有人心甘情願付這個錢。”
國內的醫療AI公司,主要與大城市的三甲醫院合作,但優質醫療從業者密集的三甲醫院,沒有迫切需求。 真正需要AI緩解的,是資源緊張的中小型醫院,這部分市場潛力還遠遠沒有開發出來。
放眼整個行業,一個逐漸清晰的場景就是,影像AI會率先支撐基層醫療。 基層醫院用影像AI篩查以後,發現一些有問題或者看不准的病例,再交由上級醫院的醫生來確診。
再看遠些,醫療AI技術如果能夠突破應用關,將頂級醫生的診斷能力標準化後,交給基層醫院,為基層醫生提供輔助診斷,會在很大程度上改善醫療資源的緊張狀況。
麥肯錫全球研究所預測,大面積使用人工智能診斷疾病可能不會太快發生,即使早已入局的巨頭們,也不過是入門級水平,這並不妨礙AI會成功滲入,成為醫療的底層技術,就 像之前的IT技術一樣。
人工智能和人類醫生比誰更聰明,可能還會持續。 《新英格蘭醫學雜誌》認為,這種爭論沒有意義,如何讓人工智能和人類醫生一起,實現任何單一方都無法提供的臨床效果,才是關鍵。
行業的狂歡和泡沫,是任何一個新技術浪潮的必經之路。 最後勝出的,是那些創造了真實價值的技術和產品。
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