德尚韻興如何憑AI掘金

文｜趙泓維

根據(jù)中國醫(yī)學裝備協(xié)會2018 年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國超聲機設備保有量約為19 萬臺，遠超DR5.5 萬臺保有量；CT 2.2 萬臺保有量；內鏡2 萬臺保有量；MRI 9255 臺保有量。高保有量對應著高價值市場。數(shù)據(jù)顯示，我國每年超聲檢查約20 億人次，整體市場規(guī)模達數(shù)千億元級，數(shù)倍于其他放射領域的總和。以中國女性最常見的乳腺癌為例，我國女性年齡標化率（ASR）為每10 萬人21.6 例，存在極大的超聲檢查需求。按照規(guī)律，高市場規(guī)模必將吸引大批企業(yè)進入，但實際中，超聲硬件生產廠商成百上千，作為輔助支持的軟件開發(fā)者卻寥寥無幾。與其他影像設備相比，支持CT、MR 的AI 已經迎來了一波又一波的發(fā)展，而僅數(shù)家創(chuàng)業(yè)公司涉足AI 超聲的研究。

超聲AI 研發(fā)面臨天然的技術壁壘，阻礙著企業(yè)的進入。與CT、MRI 靜態(tài)圖像不同，超聲圖像是動態(tài)實時圖像。這意味著放射圖像采集與診斷在時間上存在割裂，而超聲診斷則要求兩項操作在同一時間內完成。此外，放射圖像是標準圖像，而超聲圖像是非標圖像，加上超聲圖像分辨率較低，又有偽影的影響，因而超聲AI 產品的研發(fā)難度遠高于放射AI。

成立于2013 年的浙江德尚韻興醫(yī)療科技有限公司（后簡稱“德尚韻興”）是國內從事AI 超聲研究最早的企業(yè)。攻克AI 超聲輔助診斷這一難題，這家企業(yè)用了三年時間。在超聲乳腺AI 多中心研究的支持下，超聲AI 將能更好地適用于基層醫(yī)療的診斷。同時，隨著平臺對于超聲數(shù)據(jù)的標準化限定，基層的影像將被很好地利用起來，進一步提升超聲AI 的診斷準確率?；鶎俞t(yī)院是AI重要的應用場景，也是超聲乳腺AI 多中心研究開展的意義所在。對此，德尚韻興多次與基層醫(yī)療服務機構進行合作，對社區(qū)居民進行甲狀腺結節(jié)、乳腺結節(jié)等病灶的篩查。2019 年，德尚韻興的AI 超聲診斷系統(tǒng)在杭州市西湖區(qū)12 家街道社區(qū)服務中心運行，一年內超聲人工智能診室接診居民人數(shù)翻了一番。

超聲AI 難在哪

“不同于靜態(tài)的CT 影像，超聲診斷的規(guī)范化、標準化一直是個懸而未決的問題，非常考驗醫(yī)生的經驗與判斷能力。舉個例子，同樣一個病人，不同的醫(yī)生診斷可能會出現(xiàn)不同的結果，且這種差異有時會非常大。換言之，超聲檢查的質控非常困難?！钡律许嵟d首席科學家孔德興教授表示。

要解決這樣一個問題，首先是要找到經過標準化標注的海量影像，用以構造訓練集，其次是要構建能夠精確提取超聲特征的深度學習算法，能對訓練集進行訓練，逐漸生成一個具備超聲影像診斷能力的AI 模型。為了構造高質量的數(shù)據(jù)集，德尚韻興與承建運營國家衛(wèi)健委旗下唯一“國家醫(yī)學影像標準數(shù)據(jù)庫”的浙江求是數(shù)理醫(yī)學研究院，開展了AI 超聲數(shù)據(jù)深度合作，并與頂尖醫(yī)院的醫(yī)生一起一張張標記超聲影像的特征。這些超聲影像數(shù)據(jù)具有質量標準極高的特點，數(shù)量更是達到千萬量級，遠超同行業(yè)公司。畢竟，AI 脫胎于優(yōu)質數(shù)據(jù)和優(yōu)秀醫(yī)生，只有找到了良好數(shù)據(jù)這一“土壤”，才存在培養(yǎng)優(yōu)異性能AI 的可能。隨著6月10 日《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》頒布，像德尚韻興這樣具備大量合法合規(guī)，且高標準數(shù)據(jù)的AI 研發(fā)企業(yè)，未來無疑將擁有極深的護城河。其次是算法。以乳腺癌檢測為例，鉬靶與超聲都是有效的早篩手段，但對于AI 而言，處理鉬靶圖像與處理超聲圖像存在跨時代的技術差異，是從二維圖像到三維圖像的飛躍。

德尚韻興優(yōu)異的算法優(yōu)勢，首先得益于公司首席科學家孔德興教授的“數(shù)學家基因”?？捉淌谑枪鸫髮W博士后，師承國際知名數(shù)學家、菲爾茲獎獲得者丘成桐先生。他在國際上首倡了“數(shù)理醫(yī)學”的學科概念，被中華醫(yī)學會稱為“中國超聲醫(yī)學人工智能的開創(chuàng)者”。由他牽頭申報的“醫(yī)學影像精準分析的數(shù)學理論與技術”項目，于2020 年獲國家自然科學基金重大項目立項。此為國家自然科學基金委成立34 年來，浙江省第一次獲得國家自然科學基金數(shù)學學科重大項目。該重大項目的成功立項，也標志著我國在數(shù)理醫(yī)學領域超前布局，開展多學科交叉研究和綜合性研究，提升我國在該領域研究源頭創(chuàng)新能力。

德尚韻興自主研發(fā)的深度學習框架DE-LIGHT 可以完全契合超聲AI 的需求，該框架建立了將深度學習理論和變分能量泛函方法相結合的全新的圖像處理與分析方法，創(chuàng)新性地引入旋轉不變網絡層、Split dropout 等新概念，能夠有效兼顧準確、敏感、實時三大問題。正因為這些杰出成果，德尚韻興算法團隊連續(xù)獲得了教育部科技進步二等獎，國際模式識別協(xié)會最佳論文獎等殊榮。德尚韻興創(chuàng)新性的機器學習研究成果曾發(fā)表在ICML、NIPS 等頂級機器學術會議上，并被Google Deepmind 團隊引用。對此，德尚韻興執(zhí)行CEO 嚴耶恩認為：“能否擁有自己的算法框架非常重要。因為目前的算法框架，絕大部分公司都是用的開源算法，尤其是在超聲領域，能夠擁有自己算法的企業(yè)非常少。超聲AI 與其他放射AI不同，它對于自主研發(fā)的算法框架非常依賴，這與它分析產品的準確度和實時性強相關?！?/p>

以需求構建矩陣

我們常說：是“醫(yī)療+AI”，而非“AI+醫(yī)療”。換言之，AI 的發(fā)展要以醫(yī)療的真實需要為基礎。在設計產品時，德尚韻興嚴格遵循了這一原則。目前德尚韻興的AI產品，已經覆蓋了從超聲診斷到治療的軟硬件一體化全閉環(huán)。診斷領域，包括超聲甲狀腺AI、超聲乳腺AI、超聲頸動脈AI、超聲盆底AI 等軟件系統(tǒng)和超聲自動掃查機器人的智能硬件裝備。治療領域，包括微創(chuàng)介入手術AI軟件系統(tǒng)和微創(chuàng)介入手術機器人的智能硬件裝備。

與其他AI 軟件企業(yè)不同的是，德尚韻興早就在智能醫(yī)療硬件上做出了突破。2020 年中國國際醫(yī)療器械博覽會（CMEF）期間，德尚韻興便展出了自主研發(fā)的Demetics 超聲自動掃查機器人。這是目前全球唯一的AI超聲自動掃查機器人。中國工程院常務副院長潘云鶴院士，在世界人工智能大會上高度評價德尚韻興的超聲AI產品，指出“這是中國醫(yī)療裝備走向世界前沿的重要機遇”。中華醫(yī)學會超聲分會的現(xiàn)任主委、中國人民解放軍總醫(yī)院超聲介入科主任梁萍教授，在臨床教材中稱德尚韻興超聲AI 產品“可以為醫(yī)生提供第二客觀意見，并減輕其繁重的工作量，以避免由于過度疲勞導致的誤診。此外，對于醫(yī)學經驗尚不豐富的醫(yī)生來講，診斷甲狀腺結節(jié)變得很容易且可重復?！鄙虾ｉL征醫(yī)院超聲科團隊發(fā)表的科研論文同樣寫道：“經過近兩年臨床應用驗證，德尚韻興的超聲AI 系統(tǒng)，針對結節(jié)良惡性診斷的靈敏度、準確度、特異度與高年資醫(yī)師應用常規(guī)超聲的檢查結果一致，有望成為術前評估結節(jié)良惡性的可靠輔助手段?！?/p>

對于德尚韻興下一步如何發(fā)展這個問題，首席科學家孔德興表示：“目前，我們將發(fā)力超聲自動掃查機器人、介入手術機器人的研發(fā)生產，循著智能超聲軟硬一體化、智能超聲診療一體化的發(fā)展方向，繼續(xù)深耕超聲AI 領域，拓展核心病種覆蓋范圍，提供能夠真正解決臨床需求的AI 診療服務和產品方案?！?/p>

商業(yè)化走了多遠

掌握了需求便意味著存在落地的可能，但要由落地走向商業(yè)化，則需要人工智能企業(yè)多點發(fā)力。對于商業(yè)化這個命題，德尚韻興采用了多種路徑，并取得了多項行業(yè)創(chuàng)新。

在醫(yī)療AI 全行業(yè)內，超聲AI 的省級物價是最早獲批的，目前已經在多個省份開展，并且有望保持增加新的省級物價。由此，德尚韻興已經率先于其他AI 企業(yè)跑通了按人次收費的AI 商業(yè)模式，并因此取得規(guī)?；氖杖搿８鼮橥怀龅氖?，德尚韻興創(chuàng)新的把最終用戶和AI 支付方進行分離，成功的將國內、國際一眾頭部超聲設備廠家、手術設備廠家作為深度合作伙伴，以捆綁銷售的方式直接向這些大B 端客戶銷售AI 產品，成為領先突破大B 端客戶群的AI 標桿企業(yè)。與這些頂級設備大廠的合作，是德尚韻興從研發(fā)走向應用的重要里程碑，而得益于這些大廠的市場份額，德尚韻興將加速AI 落地進程。

目前，德尚韻興即將收獲行業(yè)第一張超聲AI 的三類證。換言之，德尚韻興長久以來的商業(yè)布局將有望迎來收獲季。在這點上，作為老股東的復星醫(yī)藥擁有十足信心。在復星醫(yī)藥PE 投資負責人喻晶看來，德尚韻興正處在一個快車道上，未來將極有可能成長為一家千億市值的公司。此外，超聲診斷的賽道長而寬、超聲AI 的發(fā)展動力十足，德尚韻興切入的是一個醫(yī)院年診斷人次在幾十億量級的巨大流量入口市場，覆蓋從診斷到治療的全流程，同時又存在數(shù)字化、智能化迭代升級的巨大需求和市場潛力。但超聲AI 產品研發(fā)門檻與挑戰(zhàn)極大，極其考驗涉足其中的各路賽手，不論是創(chuàng)業(yè)企業(yè)還是國內外有名的大設備公司。“德尚韻興是目前我們看到的能力極其全面的一個賽手，在行業(yè)中具有先進性、差異性。標準醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)資源、自研算法框架性能等方面，具有行業(yè)中鮮有的競爭力；同時，這個賽手跑得足夠快，產品化進度、規(guī)?；纳虡I(yè)化能力等方面已經充分驗證；數(shù)學家團隊的研發(fā)創(chuàng)新能力、產品基因與市場文化結合，團隊的高效執(zhí)行正在為公司帶來加速度，我們也很看好公司軟硬一體化、診療一體化的未來發(fā)展方向，做真正面向臨床醫(yī)療環(huán)境、提供臨床級應用的超聲AI 及機器人產品。”

最新的政策對于超聲AI 的發(fā)展給予了支持。2021 年4月30 日，上海市人民政府辦公廳《關于促進本市生物醫(yī)藥產業(yè)高質量發(fā)展的若干意見》表明，將開展人工智能輔助診斷系統(tǒng)購買服務試點，允許試點醫(yī)院向服務商協(xié)議購買獲得三類醫(yī)療器械注冊證的人工智能輔助診斷系統(tǒng)技術服務。試點醫(yī)院購買服務應對臨床應用效果開展衛(wèi)生經濟學評價，按照系統(tǒng)使用次數(shù)向服務商支付費用，并實行年度支付總量控制。政府與醫(yī)院雙重助力下，超聲AI 已經具備了蓬勃發(fā)展所需的各項要素。超聲AI 能夠提高診斷精度，能夠提升醫(yī)生、護士工作效率，但用戶效率和能力的提升，如何轉為AI 企業(yè)經濟效益的提升？

商業(yè)化是醫(yī)療AI 行業(yè)普遍面臨的問題，但德尚韻興已經率先在行業(yè)中實現(xiàn)了商業(yè)化突破，找到了迅速發(fā)展的商業(yè)模式，并已經實現(xiàn)數(shù)千萬量級規(guī)模化銷售。通過創(chuàng)新，德尚韻興跑通了按人次收費、大體量的頭部B 端客戶群捆綁銷售，已實現(xiàn)規(guī)?；淖杂袖N售體系。未來，公司將加大商業(yè)化的拓展力度，或能成為當前醫(yī)療AI 商業(yè)化創(chuàng)新的成功范例。從這個角度出發(fā)，德尚韻興的下一步重點依然是研發(fā)和商業(yè)化。DRG 之下，如何借助AI技術幫助醫(yī)院提升效益，將是德尚韻興未來面臨的重要課題。