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近年來(lái)，隨著技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像診斷領(lǐng)域的滲透，以及醫(yī)療創(chuàng)新相關(guān)政策的鼓勵(lì)，致力于提升醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)水平的醫(yī)學(xué)影像新業(yè)態(tài)開(kāi)始嶄露頭角，尤其是以AI醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品為代表的診斷服務(wù)，以及為影像科、放療科等做整體賦能的科室運(yùn)營(yíng)服務(wù)，成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像發(fā)展熱點(diǎn)。
那么，AI是如何賦能醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的？

01AI產(chǎn)業(yè)概述

人工智能（AI）是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或者數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能，感知環(huán)境、獲取知識(shí)并使用知識(shí)獲得最佳結(jié)果的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。人工智能產(chǎn)業(yè)包括數(shù)據(jù)資源、計(jì)算引擎、算法、技術(shù)、基于人工智能算法的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)及拓展應(yīng)用的企業(yè)以及應(yīng)用領(lǐng)域。人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)如圖1所示。
經(jīng)過(guò)60多年的演進(jìn)，特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論、新技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動(dòng)下，人工智能加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開(kāi)放、自主操控等新特征。

圖1：人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)示意圖來(lái)源：根據(jù)公開(kāi)資料整理

全球來(lái)看，歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)人工智能產(chǎn)業(yè)布局較早，尤其美國(guó)在算法、芯片和數(shù)據(jù)等核心領(lǐng)域，積累了強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，各層級(jí)企業(yè)數(shù)量全球領(lǐng)先。

據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）估算，2020年全球人工智能市場(chǎng)規(guī)模約1565億美元，同比增長(zhǎng)12．3％；在《全球人工智能支出指南》中，IDC預(yù)測(cè)全球人工智能相關(guān)支出將在未來(lái)四年翻一番，到2024年達(dá)到1100億美元。我國(guó)人工智能行業(yè)核心產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2020年超過(guò)1500億元，預(yù)計(jì)在2025年將超過(guò)4000億元，其中以圖像識(shí)別及語(yǔ)音識(shí)別為核心的模式識(shí)別市場(chǎng)規(guī)模最大。

目前，基礎(chǔ)層的核心技術(shù)大部分掌握在國(guó)外企業(yè)手中，為我國(guó)企業(yè)自主開(kāi)展研發(fā)帶來(lái)了不利的壁壘封鎖，限制了產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展。近期，國(guó)內(nèi)以北上杭深等為代表的地區(qū)相繼加大對(duì)傳感器、底層芯片及算法等基礎(chǔ)層的研發(fā)力度，取得了一定的技術(shù)積累，但其他地區(qū)切入基礎(chǔ)層仍存在較高壁壘。相比國(guó)外應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)人工智能企業(yè)的應(yīng)用技術(shù)主要集中于計(jì)算機(jī)視覺(jué)（含模式識(shí)別技術(shù)）、自然語(yǔ)言處理，基礎(chǔ)硬件占比偏小。行業(yè)應(yīng)用層，國(guó)外以AI＋、大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)服務(wù)為主，國(guó)內(nèi)則集中于AI＋、大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)服務(wù)，以及智能機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等智能終端。

未來(lái)，美國(guó)仍然是全球人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)者，憑借著數(shù)量眾多、實(shí)力雄厚的科技企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)，美國(guó)從人工智能的底層技術(shù)到應(yīng)用市場(chǎng)都擁有巨大優(yōu)勢(shì)。我國(guó)已經(jīng)是人工智能應(yīng)用大國(guó)，人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面，全國(guó)各地相關(guān)政策進(jìn)入全面爆發(fā)期，影響力穩(wěn)步提升。

未來(lái)，我國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有以下幾大趨勢(shì)：第一，人工智能產(chǎn)業(yè)仍將保持爆發(fā)式增長(zhǎng)。得益于人工智能技術(shù)的不斷升級(jí)以及商業(yè)模式的推陳出新，我國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)需求將進(jìn)一步放量；產(chǎn)業(yè)規(guī)模整體爆發(fā)式增長(zhǎng)的背景下，基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層的各細(xì)分領(lǐng)域也將保持同步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，尤其應(yīng)用層各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的增長(zhǎng)表現(xiàn)最為搶眼。

第二，初創(chuàng)型公司優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)�？萍季揞^公司憑借強(qiáng)大的技術(shù)和資本壟斷能力，在目前代表著全球人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最前沿，強(qiáng)勢(shì)保持人工智能科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)地位。然而，全球近幾年興起有千余家人工智能初創(chuàng)企業(yè)，半數(shù)以上已經(jīng)獲得投資機(jī)構(gòu)青睞，數(shù)量以美國(guó)和中國(guó)居多。初創(chuàng)公司聚焦于行業(yè)某細(xì)分領(lǐng)域并深入探索，與科技巨頭在某些領(lǐng)域相比存在一定的比較優(yōu)勢(shì)。

第三，智能化應(yīng)用場(chǎng)景從單一向多元發(fā)展。目前，人工智能應(yīng)用領(lǐng)域多處于專(zhuān)用階段，例如人臉識(shí)別、視頻監(jiān)控、語(yǔ)音識(shí)別等都主要用于完成具體任務(wù)，覆蓋范圍有限、產(chǎn)業(yè)化程度有待提高。隨著智能家居、智慧物流等產(chǎn)品的推出，人工智能的應(yīng)用終將進(jìn)入面向復(fù)雜場(chǎng)景，處理復(fù)雜問(wèn)題，提高社會(huì)生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量的新階段。通過(guò)海量?jī)?yōu)質(zhì)的多維數(shù)據(jù)結(jié)合大規(guī)模計(jì)算力的投入，以應(yīng)用場(chǎng)景為接口，人工智能產(chǎn)業(yè)將構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的商業(yè)模式，滿(mǎn)足用戶(hù)復(fù)雜多變的實(shí)際需求。

第四，模式識(shí)別是當(dāng)前人工智能領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和自然語(yǔ)言處理技術(shù)的成熟，圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、文本識(shí)別等模式識(shí)別技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，市場(chǎng)潛力巨大。隨著模式識(shí)別技術(shù)的成熟，智能醫(yī)學(xué)影像以人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)為依托，將成為人工智能落地最快的領(lǐng)域之一。

02AI賦能醫(yī)學(xué)影像發(fā)展

自2012年深度學(xué)習(xí)技術(shù)被引入圖像識(shí)別數(shù)據(jù)集之后，其識(shí)別率近年來(lái)屢創(chuàng)新高。2015年百度在ImageNet比賽中識(shí)別錯(cuò)誤率僅為4．58％，高于人類(lèi)水平。在各類(lèi)醫(yī)學(xué)圖像識(shí)別比賽或活動(dòng)當(dāng)中，學(xué)校和商業(yè)研究團(tuán)隊(duì)分別在不同病種上取得了顯著成果。
表1：科研、商業(yè)團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同病種開(kāi)發(fā)的AI產(chǎn)品識(shí)別準(zhǔn)確率

來(lái)源：東方證券研究所

智能圖像診斷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化程度高、處理難度小。醫(yī)療大數(shù)據(jù)有80％來(lái)自于醫(yī)療影像數(shù)據(jù)。影像數(shù)據(jù)具備結(jié)構(gòu)化程度高，數(shù)據(jù)處理難度小的優(yōu)勢(shì)，非常適合機(jī)器學(xué)習(xí)。 表2：智能圖像診斷和輔助診斷比較

來(lái)源：東方證券研究所

醫(yī)生資源短缺將促進(jìn)AI智能影像識(shí)別的應(yīng)用落地。目前我國(guó)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的年增長(zhǎng)率約為30％，而放射科醫(yī)師數(shù)量的年增長(zhǎng)率為4．1％，其間的差距是25．9％，放射科醫(yī)師的數(shù)量增長(zhǎng)遠(yuǎn)不及影像數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)。以病理切片為例，據(jù)國(guó)家衛(wèi)健委統(tǒng)計(jì)，我國(guó)病理注冊(cè)醫(yī)生在1萬(wàn)人左右，按照每百?gòu)埓才鋫?－2名病理醫(yī)生的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，全國(guó)病理科醫(yī)生缺口可能達(dá)3萬(wàn)－4萬(wàn)人，目前，全國(guó)有近40％的手術(shù)未進(jìn)行病理切片分析。所以，通過(guò)AI的方式輔助影像科醫(yī)師進(jìn)行診斷將滿(mǎn)足市場(chǎng)剛需。

圖2：借助圖像識(shí)別和深度學(xué)習(xí)提升診斷效果來(lái)源：東方證券研究所

圖3：人工智能醫(yī)學(xué)影像診斷準(zhǔn)確率提高來(lái)源：東方證券研究所

AI讀片相對(duì)于人工讀片具備比較優(yōu)勢(shì)。人工讀片具備主觀性高、重復(fù)性低、定量及信息利用度不足、耗時(shí)及勞動(dòng)強(qiáng)度和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的傳承困難等問(wèn)題；而人工智能讀片的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在高效率低成本。隨著產(chǎn)品的成熟帶動(dòng)識(shí)別率的提升，人工智能讀片的精準(zhǔn)度也將形成比較優(yōu)勢(shì)。
表3：人工智能讀片與人工讀片的比較

來(lái)源：健康界

我國(guó)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)量正以30％的年增長(zhǎng)率逐年增長(zhǎng)，然而影像科醫(yī)生數(shù)量的增長(zhǎng)速度慢且工作效率不足，給醫(yī)學(xué)影影像成果判斷造成一定的壓力。此外，目前醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)大部分仍然需要人工分析，最明顯的缺陷就是不精準(zhǔn)，依靠經(jīng)驗(yàn)所做的判斷容易造成誤診。
人工智能依靠強(qiáng)大的圖像識(shí)別和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可很好地解決醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)人工處理中存在的兩大問(wèn)題，大大提高數(shù)據(jù)分析的效率和準(zhǔn)確性，減輕醫(yī)生的壓力，同時(shí)提高診療的效率和準(zhǔn)確率。