生病后，時間是最寶貴的。醫(yī)生開出影像單、繳費，排上一個月的隊拍攝，再過一周拿到初步診斷……對于許多人來說，MRI、PET等復雜醫(yī)學影像是診斷和后續(xù)治療中的必備項目，可是檢查冗長、耗時、昂貴。
而今年全球最重要的核醫(yī)學和分子影像學會 (SNMMI) 年會上，以AI技術(shù)為基礎(chǔ)，我們看到了技術(shù)對于醫(yī)學影像的全方位變革——從預(yù)防、檢測、評估，AI技術(shù)正在改變醫(yī)院、醫(yī)護人員及普通人的醫(yī)學影像體驗，改變這一醫(yī)學領(lǐng)域里離技術(shù)最近的步驟。
分子影像優(yōu)化COVID診療：檢測預(yù)防
其中最值得關(guān)注的技術(shù)突破，正圍繞著近幾年全球最重要的關(guān)鍵詞：COVID。
會上發(fā)表的一項研究表明，18 F-FDG PET/CT 成像是評估感染 COVID-19 后肺部炎癥和患者治療效果的有效工具。這一研究首次表明揮之不去的 COVID-19 后遺癥可歸因于持續(xù)的肺部炎癥。
這項研究來自印度勒克瑙，研究者在類固醇和抗纖維化藥物治療前后對 COVID 后肺病患者進行了 F-18 FDG PET / CT 掃描。他們注意到在后續(xù)掃描中肺部病變的數(shù)量、大小和代謝活動顯著減少。
在感染嚴重 COVID-19 的患者中，持續(xù)的呼吸道并發(fā)癥很常見。估計表明，三分之一的 COVID-19 住院患者受到呼吸道癥狀的影響，許多患者即使在病毒檢測呈陰性后仍需要補充氧氣。
“因此，F(xiàn)-18 FDG PET / CT 可以幫助評估COVID 后肺病炎癥過程，監(jiān)測治療效果，并可能有助于制定患者管理策略，”桑杰甘地醫(yī)學科學研究所的Dr. Yogita Khandelwal表示。
本次研究包含 25 名 COVID-19 感染后呼吸急促（呼吸困難）但在逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng) (RT-PCR) 測試后呈陰性的患者，其中超過半數(shù)有持續(xù)的氧氣需求?；颊呓邮芗谆鶑姷乃升垼ㄒ环N類固醇）和吡非尼酮（一種抗纖維化藥物），然后在 6 至 12 周后進行隨訪掃描，以評估他們對治療的反應(yīng)并評估殘余肺損傷。最終，三名患者在隨訪期間因呼吸道感染性休克死亡。在其他 22 名患者中，先前看到的肺部病變的數(shù)量、大小和“FDG 親和力”顯著減少。
Khandelwal 指出，在COVID期間，此前沒有標準的方式來評估殘留的肺部炎癥，即使在康復患者中也很難衡量疾病的程度和嚴重程度。因此，進行適當?shù)闹委熅哂刑魬?zhàn)性。 “由 F-18 FDG PET / CT 鑒定的分子標志物可以揭示炎癥的觸發(fā)因素和維持機制，”他總結(jié)道。 “在未來，這可能有助于開發(fā)新藥和更好的管理策略?！?/p>
AI助力新核素藥劑識別病變、降本增效
除COVID以外，分子醫(yī)學影像在診斷、治療其他疾病上也不斷突破，越來越多新的核素藥劑上市讓新的疾病快速檢查成為可能。
明尼蘇達州羅切斯特梅奧診所的研究人員開發(fā)了一種基于深度學習的方法來識別多發(fā)性骨髓瘤引起的病變。在測試中，他們的模型對于檢測多發(fā)性骨髓瘤病變具有高度敏感性和特異性。在 CT 檢查中，骨破壞被確定為中軸和近端附肢骨骼中的溶解性病變。
另一個例子是，根據(jù)大會上公布的初步研究結(jié)果，F(xiàn)-18 氟雌二醇 (FES) -PET / CT 可用于檢測臨床意義上較為嚴重的乳腺癌。
迄今為止，來自加利福尼亞的研究人員在一項正在進行的前瞻性臨床試驗中收集了 60 名患者的數(shù)據(jù)，該試驗比較了 PET / CT 與 FES（一種雌激素受體 (ER) 靶向放射性示蹤劑）和當前用于檢測 ER 疾病的護理標準成像方法-患有局部晚期和疑似復發(fā)性疾病的陽性乳腺癌患者。到目前為止，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn) FES-PET/CT 可以識別 CT、FDG-PET/CT、超聲和乳房 MRI 遺漏的淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移灶。
上周，先通醫(yī)藥的氟[18F]比他班注射液（NeuraceqTM）上市申請獲得受理，有望改善阿爾茨海默?。ˋD）的早期診斷與治療干預(yù)。
Neuraceq為一種腦β-淀粉樣蛋白（Aβ）正電子發(fā)射斷層掃描（PET）顯像劑，由德國Life Molecular Imaging （LMI）公司所研發(fā)。該顯像劑通過PET/CT或PET/MRI設(shè)備進行PET成像，可對成年患者腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白（Aβ）水平進行精準測定，以評估AD導致認知功能下降的病因。
在歐美獲批上市后，該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于AD診斷，先通醫(yī)藥獲得在中國境內(nèi)研發(fā)、注冊申請和商業(yè)化生產(chǎn)等獨家許可，日前在國內(nèi)正式上市。
而軟件及人工智能技術(shù)相關(guān)的醫(yī)療影像服務(wù)商，也在不斷改變醫(yī)學影像現(xiàn)狀，幫助醫(yī)療機構(gòu)降本增效。
其中，本次大會上知名AI醫(yī)學影像公司深透醫(yī)療（Subtle Medical）就是個很好的例子——自創(chuàng)立起，他們致力于從AI+醫(yī)學成像出發(fā)，結(jié)合深度學習和圖像重建技術(shù)，將耗時長、質(zhì)量較低、危害（輻射劑量）較大的方式采集的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為高效、高質(zhì)量、更安全的診斷級別的醫(yī)學圖像。
創(chuàng)立數(shù)年間，他們開發(fā)的AI醫(yī)學影像產(chǎn)品已在全球獲批上市，多篇多中心論文驗證過其產(chǎn)品再18F-脫氧葡萄糖(FDG), β-淀粉樣蛋白（Aβ）,tau蛋白, PSMA靶向核素等多種前沿分子影像應(yīng)用的效果。
深透醫(yī)療SNMMI2022展區(qū)
這個團隊的學術(shù)背景深厚，團隊成員項磊博士為第一作者的論文“DeepSPECT: A Deep Learning Based Framework for Fast SPECT Imaging”在SNMMI會議中發(fā)表，并作為大會專題進行主席匯報。其中與上海東方醫(yī)院合作驗證了通過深度學習進行SPECT核醫(yī)學影像加速可達到至少7倍，且重建圖像的質(zhì)量與標準時間采集的圖像質(zhì)量保持一致，如下圖所示。
“深透醫(yī)療已先后獲得4項美國FDA AI軟件 510(K) 認證，也先后完成國內(nèi)NMPA和歐洲等地產(chǎn)品注冊，相關(guān)多項專利從2017年開始積累，已率先在美國獲批并進入全球?！鄙钔羔t(yī)療創(chuàng)始人CEO、斯坦福大學影像AI科學家宮恩浩博士表示。目前，深透醫(yī)療的產(chǎn)品已在全球數(shù)百家醫(yī)院和影像中心臨床使用，實現(xiàn)商務(wù)落地和按例付費的新模式，可以說是AI醫(yī)學影像加速優(yōu)化領(lǐng)域的頭部企業(yè)。
這一新模式很可能成為傳統(tǒng)企業(yè)與新興科技結(jié)合的范例——西門子醫(yī)療與Subtle Medical深透醫(yī)療官宣合作，最新的西門子MR設(shè)備將可預(yù)裝SubtleMR等深透醫(yī)療軟件及技術(shù)，不需要額外的軟硬件升級即可實現(xiàn)全面的產(chǎn)品性能提升。除MR之外其他醫(yī)學影像設(shè)備也都有類似可以通過AI進一步升級更迭的需求，以AI為中心的跨軟硬件解決方案可以為醫(yī)院及影像中心提供更全面的降本增效。
備受關(guān)注的安全性
核醫(yī)學檢測和治療中核素輻射的安全性是產(chǎn)業(yè)中著重關(guān)注的問題之一。
近些年不斷涌現(xiàn)新的PET核素，比如針對阿爾茲海默癥的Amyloid,Tau等核素以及，PSMA靶向放射性配體等新核素。SNMMI年會今年的最佳影像獎勵授予的研究也是用最新的gallium-68-labeled (Ga-68) PET核素來分析心臟病的預(yù)后。
這些新的核醫(yī)學藥劑及核素應(yīng)用為分子影像診療帶來了新的機遇與增長點，但也帶來了是新的輻射風險和成本來源。
從硬件角度，聯(lián)影、通用醫(yī)療等公司研發(fā)的全身PET等分子影像設(shè)備為更快速、低劑量、全身影像提供了新的可能性。但不可否認這些最新全身PET的設(shè)備的成本也限制了一定程度的臨床應(yīng)用。影像學頂刊Radiology（影響因子近30）此前曾發(fā)布主編報告“The Dawn of a New Era in Low-Dose PET Imaging”曾引用UC Davis\聯(lián)影的Explorer設(shè)備和斯坦福\深透醫(yī)療的AI算法討論了未來低劑量核醫(yī)學影像技術(shù)會結(jié)合硬件設(shè)備和AI算法分別帶來的百倍提升，讓一萬倍的劑量和速度優(yōu)化成為可能。
而深透提供的方案，可以大幅降低所需要和PET放射核素劑量，從而降低輻射也優(yōu)化成本。 當前全球放射核素供應(yīng)鏈吃緊的情況下，深透醫(yī)療的AI解決方案提供了更加高效安全的影像優(yōu)化增強方式。
上文提到的宮恩浩博士還在2017年研究發(fā)表了PET百倍低劑量等技術(shù)，并先后獲得北美放射學會的優(yōu)秀科研成果獎、福布斯30-under-30、未來醫(yī)療100強蔚瀾年度創(chuàng)新科學家等獎項。此外其研發(fā)的基于人工智能的多項影像增強、造影劑劑量降低等技術(shù)也先后獲得多項全球獎項，并與拜耳醫(yī)療、西門子醫(yī)療等造影藥劑公司開展合作。
藍海市場蓄勢待發(fā)
根據(jù)Grandview Research、AlliedResearch等多家研究機構(gòu)數(shù)據(jù)，未來十年將是醫(yī)學影像市場快速發(fā)展的十年。2021 年全球醫(yī)學影像市場規(guī)模為 280.2 億美元，預(yù)計 2022 年至 2030 年將以 4.9% 的復合年增長率 (CAGR) 增長。其中分子影像特別是核醫(yī)學及PET影像近年來有超過10%的增長預(yù)期。針對相關(guān)影像的優(yōu)化技術(shù)需求也會顯著增大。
隨著技術(shù)發(fā)展，人們對健康的追求不斷增長，除了基礎(chǔ)的治療、診斷，慢病管理、預(yù)防等也成為現(xiàn)代醫(yī)學領(lǐng)域中不可缺少的部分，而醫(yī)學影像作為了解人類器官、掌握健康數(shù)據(jù)的最重要手段之一，也在此浪潮中不斷發(fā)展。
目前，醫(yī)院和大學為先進技術(shù)提供培訓，對最先進的成像模式的需求不斷增加，預(yù)計這將對預(yù)測年份的市場增長產(chǎn)生重大影響。此外，采用人工智能來自動化圖像量化和識別過程也有望推動市場增長。例如，谷歌的人工智能平臺Deepmind，與 Moorfields 眼科醫(yī)院合作，讀取所有使用光學 CT 掃描儀進行的眼部掃描，以確保及早發(fā)現(xiàn)與年齡相關(guān)的黃斑變性。此外，3D MRI 和 CT 掃描的引入使放射科醫(yī)生能夠快速分析掃描，縮短分析時間并提高療效。
此外，計算機視覺正被用于診斷人眼看不到的情況。盡管技術(shù)改進和先進成像工具的采用增加，但由于 COVID-19 大流行的爆發(fā)，市場出現(xiàn)了下滑。成像量的減少、導致先進成像設(shè)備采用減少的經(jīng)濟挫折、放射中心和醫(yī)院的工作人員減少以及遠程放射服務(wù)的采用增加，都是影響市場下降的因素。 隨著使用 CT 掃描對 COVID-19 感染患者的診斷增加，計算機斷層掃描市場出現(xiàn)了激增。
在醫(yī)學影像市場中，醫(yī)院最終用途細分市場在 2021 年主導全球市場，占總收入超過 47.00% 的最大份額。對先進成像模式的需求不斷增長以及手術(shù)服與成像技術(shù)的整合是推動該細分市場的一些因素生長。與綜合醫(yī)院或?qū)？漆t(yī)院相比，一些發(fā)達地區(qū)國家的教學醫(yī)院對這些模式的需求急劇增加。亞太地區(qū)發(fā)展中國家的新醫(yī)院數(shù)量也出現(xiàn)了急劇上升。
不難想象，隨著AI、深度學習等技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學影像技術(shù)將全方位地影響醫(yī)療全流程，在全球范圍內(nèi)變革行業(yè)，讓人們能夠獲得更好、更便捷、更安全的治療方案。
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