生病后，時(shí)間是最寶貴的。醫(yī)生開(kāi)出影像單、繳費(fèi)，排上一個(gè)月的隊(duì)拍攝，再過(guò)一周拿到初步診斷……對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，MRI、PET等復(fù)雜醫(yī)學(xué)影像是診斷和后續(xù)治療中的必備項(xiàng)目，可是檢查冗長(zhǎng)、耗時(shí)、昂貴。
而今年全球最重要的核醫(yī)學(xué)和分子影像學(xué)會(huì) (SNMMI) 年會(huì)上，以AI技術(shù)為基礎(chǔ)，我們看到了技術(shù)對(duì)于醫(yī)學(xué)影像的全方位變革——從預(yù)防、檢測(cè)、評(píng)估，AI技術(shù)正在改變醫(yī)院、醫(yī)護(hù)人員及普通人的醫(yī)學(xué)影像體驗(yàn)，改變這一醫(yī)學(xué)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(cè)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(huì)上發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，18 F-FDG PET/CT 成像是評(píng)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(xiàng)研究來(lái)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(duì) COVID 后肺病患者進(jìn)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(dòng)顯著減少。
在感染嚴(yán)重 COVID-19 的患者中，持續(xù)的呼吸道并發(fā)癥很常見(jiàn)。估計(jì)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(cè)呈陰性后仍需要補(bǔ)充氧氣。
“因此，F(xiàn)-18 FDG PET / CT 可以幫助評(píng)估COVID 后肺病炎癥過(guò)程，監(jiān)測(cè)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(xué)科學(xué)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(cè)試后呈陰性的患者，其中超過(guò)半數(shù)有持續(xù)的氧氣需求?；颊呓邮芗谆鶑?qiáng)的松龍（一種類固醇）和吡非尼酮（一種抗纖維化藥物），然后在 6 至 12 周后進(jìn)行隨訪掃描，以評(píng)估他們對(duì)治療的反應(yīng)并評(píng)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(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)評(píng)估殘留的肺部炎癥，即使在康復(fù)患者中也很難衡量疾病的程度和嚴(yán)重程度。因此，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委熅哂刑魬?zhàn)性。 “由 F-18 FDG PET / CT 鑒定的分子標(biāo)志物可以揭示炎癥的觸發(fā)因素和維持機(jī)制，”他總結(jié)道。 “在未來(lái)，這可能有助于開(kāi)發(fā)新藥和更好的管理策略?！?/p>
AI助力新核素藥劑識(shí)別病變、降本增效
除COVID以外，分子醫(yī)學(xué)影像在診斷、治療其他疾病上也不斷突破，越來(lái)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(dá)州羅切斯特梅奧診所的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的方法來(lái)識(shí)別多發(fā)性骨髓瘤引起的病變。在測(cè)試中，他們的模型對(duì)于檢測(cè)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(gè)例子是，根據(jù)大會(huì)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(cè)臨床意義上較為嚴(yán)重的乳腺癌。
迄今為止，來(lái)自加利福尼亞的研究人員在一項(xiàng)正在進(jìn)行的前瞻性臨床試驗(yàn)中收集了 60 名患者的數(shù)據(jù)，該試驗(yàn)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(dāng)前用于檢測(cè) ER 疾病的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)成像方法-患有局部晚期和疑似復(fù)發(fā)性疾病的陽(yáng)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(shí)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(qǐng)獲得受理，有望改善阿爾茨海默病（AD）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(guó)Life Molecular Imaging （LMI）公司所研發(fā)。該顯像劑通過(guò)PET/CT或PET/MRI設(shè)備進(jìn)行PET成像，可對(duì)成年患者腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白（Aβ）水平進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，以評(píng)估AD導(dǎo)致認(rèn)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(guó)境內(nèi)研發(fā)、注冊(cè)申請(qǐng)和商業(yè)化生產(chǎn)等獨(dú)家許可，日前在國(guó)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(xué)影像現(xiàn)狀，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)降本增效。
其中，本次大會(huì)上知名AI醫(yī)學(xué)影像公司深透醫(yī)療（Subtle Medical）就是個(gè)很好的例子——自創(chuàng)立起，他們致力于從AI+醫(yī)學(xué)成像出發(fā)，結(jié)合深度學(xué)習(xí)和圖像重建技術(shù)，將耗時(shí)長(zhǎng)、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(jí)別的醫(yī)學(xué)圖像。
創(chuàng)立數(shù)年間，他們開(kāi)發(fā)的AI醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品已在全球獲批上市，多篇多中心論文驗(yàn)證過(guò)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(gè)團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)背景深厚，團(tuán)隊(duì)成員項(xiàng)磊博士為第一作者的論文“DeepSPECT: A Deep Learning Based Framework for Fast SPECT Imaging”在SNMMI會(huì)議中發(fā)表，并作為大會(huì)專題進(jìn)行主席匯報(bào)。其中與上海東方醫(yī)院合作驗(yàn)證了通過(guò)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行SPECT核醫(yī)學(xué)影像加速可達(dá)到至少7倍，且重建圖像的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)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(xiàng)美國(guó)FDA AI軟件 510(K) 認(rèn)證，也先后完成國(guó)內(nèi)NMPA和歐洲等地產(chǎn)品注冊(cè)，相關(guān)多項(xiàng)專利從2017年開(kāi)始積累，已率先在美國(guó)獲批并進(jìn)入全球。”深透醫(yī)療創(chuàng)始人CEO、斯坦福大學(xué)影像AI科學(xué)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(shí)現(xiàn)商務(wù)落地和按例付費(fèi)的新模式，可以說(shuō)是AI醫(yī)學(xué)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(jí)即可實(shí)現(xiàn)全面的產(chǎn)品性能提升。除MR之外其他醫(yī)學(xué)影像設(shè)備也都有類似可以通過(guò)AI進(jìn)一步升級(jí)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(xué)檢測(cè)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(wèn)題之一。
近些年不斷涌現(xiàn)新的PET核素，比如針對(duì)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(huì)今年的最佳影像獎(jiǎng)勵(lì)授予的研究也是用最新的gallium-68-labeled (Ga-68) PET核素來(lái)分析心臟病的預(yù)后。
這些新的核醫(yī)學(xué)藥劑及核素應(yīng)用為分子影像診療帶來(lái)了新的機(jī)遇與增長(zhǎng)點(diǎn)，但也帶來(lái)了是新的輻射風(fēng)險(xiǎn)和成本來(lái)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(rèn)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(xué)頂刊Radiology（影響因子近30）此前曾發(fā)布主編報(bào)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(lái)低劑量核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)會(huì)結(jié)合硬件設(shè)備和AI算法分別帶來(lái)的百倍提升，讓一萬(wàn)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(dāng)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(qiáng)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(xué)會(huì)的優(yōu)秀科研成果獎(jiǎng)、福布斯30-under-30、未來(lái)醫(yī)療100強(qiáng)蔚瀾年度創(chuàng)新科學(xué)家等獎(jiǎng)項(xiàng)。此外其研發(fā)的基于人工智能的多項(xiàng)影像增強(qiáng)、造影劑劑量降低等技術(shù)也先后獲得多項(xiàng)全球獎(jiǎng)項(xiàng)，并與拜耳醫(yī)療、西門子醫(yī)療等造影藥劑公司開(kāi)展合作。
藍(lán)海市場(chǎng)蓄勢(shì)待發(fā)
根據(jù)Grandview Research、AlliedResearch等多家研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，未來(lái)十年將是醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)快速發(fā)展的十年。2021 年全球醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)規(guī)模為 280.2 億美元，預(yù)計(jì) 2022 年至 2030 年將以 4.9% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 增長(zhǎng)。其中分子影像特別是核醫(yī)學(xué)及PET影像近年來(lái)有超過(guò)10%的增長(zhǎng)預(yù)期。針對(duì)相關(guān)影像的優(yōu)化技術(shù)需求也會(huì)顯著增大。
隨著技術(shù)發(fā)展，人們對(duì)健康的追求不斷增長(zhǎng)，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(xué)領(lǐng)域中不可缺少的部分，而醫(yī)學(xué)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(xué)為先進(jìn)技術(shù)提供培訓(xùn)，對(duì)最先進(jìn)的成像模式的需求不斷增加，預(yù)計(jì)這將對(duì)預(yù)測(cè)年份的市場(chǎng)增長(zhǎng)產(chǎn)生重大影響。此外，采用人工智能來(lái)自動(dòng)化圖像量化和識(shí)別過(guò)程也有望推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)。例如，谷歌的人工智能平臺(tái)Deepmind，與 Moorfields 眼科醫(yī)院合作，讀取所有使用光學(xué) CT 掃描儀進(jìn)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(shí)間并提高療效。
此外，計(jì)算機(jī)視覺(jué)正被用于診斷人眼看不到的情況。盡管技術(shù)改進(jìn)和先進(jìn)成像工具的采用增加，但由于 COVID-19 大流行的爆發(fā)，市場(chǎng)出現(xiàn)了下滑。成像量的減少、導(dǎo)致先進(jìn)成像設(shè)備采用減少的經(jīng)濟(jì)挫折、放射中心和醫(yī)院的工作人員減少以及遠(yuǎn)程放射服務(wù)的采用增加，都是影響市場(chǎng)下降的因素。 隨著使用 CT 掃描對(duì) COVID-19 感染患者的診斷增加，計(jì)算機(jī)斷層掃描市場(chǎng)出現(xiàn)了激增。
在醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)中，醫(yī)院最終用途細(xì)分市場(chǎng)在 2021 年主導(dǎo)全球市場(chǎng)，占總收入超過(guò) 47.00% 的最大份額。對(duì)先進(jìn)成像模式的需求不斷增長(zhǎng)以及手術(shù)服與成像技術(shù)的整合是推動(dòng)該細(xì)分市場(chǎng)的一些因素生長(zhǎng)。與綜合醫(yī)院或?qū)？漆t(yī)院相比，一些發(fā)達(dá)地區(qū)國(guó)家的教學(xué)醫(yī)院對(duì)這些模式的需求急劇增加。亞太地區(qū)發(fā)展中國(guó)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(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)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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