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醫學設備商祥生醫療,何以領跑超聲影像AI技術?

2020-03-19 16:05
億歐網
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醫療器械領域,祥生醫療(688358)頗有些特立獨行。

自1996年成立以來,祥生醫療只從事超聲醫學影像設備產品的設計、生產、銷售。雖然產品單一,銷售卻“遍地開花“,祥生醫療的產品已遠銷國內外100多個國家和地區,其中國外銷售占銷售總額75%左右。

不僅如此,祥生醫療在研發上亦頗具匠心,把人工智能技術融入醫療器械,并取得了成功,在圖像診斷上,效率和準確率都超過了人工。

這家特立獨行的公司,2016年至2018年間,營收從1.6億翻倍至3.2億,并成功登陸科創板。

祥生醫療專精超聲影像設備,是否限制了未來成長性?把AI融入醫療器械,其技術難度如何?與時下風頭正勁的新興AI創業公司相比,已經20多歲的祥生醫療有何創新優勢?

專精超聲成就細分龍頭

因為專精,祥生醫療擁有國內領先、國際一流的超聲產品。

超聲醫學影像產品可以簡單分為兩個部分:主機和探頭。探頭的作用是發射、接受反射的超聲波,并把反射的超聲波轉化成信號,傳輸給主機。主機通過探頭反饋的信號,通過計算將其顯示成像,供醫生觀察、參考。

評價超聲醫學設備性能的指標,包括圖像質量、功能齊全性、探頭自主性和多樣性等。

在圖像質量上,祥生醫療采用的產品標準高于國家標準。

在功能齊全性上,祥生醫療與國內外可比一流公司通用電氣醫療(NYSE:GE子公司)、邁瑞醫療(300760)相比,雖然仍存在差距,但差距正在縮小:如GE和邁瑞醫療已經成功上市的“左心室應變及應變分析“和”融合導航成像“相關產品,祥生醫療現已研發成功,只是還處于產品注冊期。

醫學設備商祥生醫療,何以領跑超聲影像AI技術?

就探頭制造而言,全球范圍內,具備獨立自主研發、批量化生產能力的廠家很少,除祥生醫療以外,還有通用電氣醫療、飛利浦(NYSE:PHG)、西門子、佳能醫療、邁瑞醫療、開立醫療(300633)等國際知名廠商。

在探頭種類的豐富性上,祥生醫療雖然和國內外巨頭相比仍然存在差距,但是仍屬于國內頂尖:通用電氣醫療、邁瑞醫療、開立醫療的“腹腔鏡探頭”已經實現生產,而祥生醫療卻還在研發中。不過,值得注意的是,祥生醫療和開立醫療已經實現量產的“大開角腔內探頭”,并沒有出現在通用電氣醫療和邁瑞醫療的產品列表中。

在探頭領域,“矩陣探頭”被國際巨頭壟斷,而且價格昂貴。為突破超聲核心技術壁壘,縮短與國外差距,《“十三五”國家重點研發計劃指南》特別將“矩陣探頭”列為一個重要項目。國內眾多超聲設備生產商都申請了該項目,但最終只有祥生醫療和邁瑞醫療申請成功,兩家公司將分別研究高頻、低頻矩陣探頭。由此可見,祥生醫療的探頭研發水平得到了國家認可。

祥生醫療的產品確實有其獨到之處,而優秀的產品離不開日以繼夜的研發:除了擁有部分高端人才,如國家有突出貢獻中青年專家1名、國務院特殊津貼享有者1名、國家“****”專家1名等,研發人員數量也相當多,占比32.4%,國內可比公司第一。

憑借優秀的團隊和產品,祥生醫療已經和世界上最大的醫療設備公司BD、全球第三大超聲醫療設備公司佳能醫療達成合作,為其提供差異化產品:祥生醫療為BD公司定制化開發了便攜式平板彩超,可配合其PICC置管專用;為佳能醫療定制化開發了高端便攜式彩超新品,以豐富其產品線,彌補其在高端便攜式超聲產品方面的空缺。

雖然可以為一些世界級同行業公司提供定制服務,但是,祥生醫療距離世界龍頭還有一些距離。幸運的是,目前,醫療影像行業的基礎技術研究屬于“發展靜默期”,因此,祥生醫療有了反超的時間。

雖然技術處于“發展靜默期”,但是需求缺口卻日益增大,這將驅動祥生醫療加緊研發進程:中、美兩國年均醫學影像數據增速分別為30.00%和63.10%,而同期醫師數量增速僅為4.10%和2.20%,遠遠低于醫學影像數據增速。

雖然專業影像醫師缺口不斷擴大,但是此類人才培養周期漫長,短時期內專業人才匱乏的問題無法得到根本解決。因此,更加高級的設備成為了優先解決方式,醫療影像行業得以進一步發展。

目前,醫療影像領域主要包括X線、CT、核共振和超聲幾大技術,這些技術各有優勢。歐美醫療器械巨頭企業重點布局放射類影像設備,與祥生醫療形成錯位競爭,為祥生醫療成為超聲行業霸主提供了空間。

醫學設備商祥生醫療,何以領跑超聲影像AI技術?

各種影像技術在功能上有一定的重合性,并且一定程度上存在相互替代的可能性。但具體哪種技術占優,取決于各類技術的進步速度及與臨床應用的結合程度。

超聲影像技術具備非介入、無創傷、無輻射,安全性高,以及能動態實時顯示,價格實惠的特點,廣泛用于術中、病床檢查和現場治療。并且,由于其具備對使用環境無特殊屏蔽要求等優勢,超聲成為近年發展最快的影像技術,臨床應用越來越多。

七成以上銷往海外

根據世界銀行的數據,2017年全球65歲及以上人口約6.55億,占全球人口8.48%。美國人口調查局預計,2050年,65歲及以上人口將達到15.66億,占全球總人口的比例將上升至16.70%,人口老齡化將越來越嚴重。

老齡化加劇,客觀上提升了全球慢性病發病率。根據世界衛生組織發布的《世界衛生統計2018》,2016年全世界慢性病導致的死亡人數達到4047萬人,占總死亡人數71%,其中,心血管疾病導致的死亡人數高達1790萬人,癌癥導致死亡人數約900萬人,呼吸道疾病和糖尿病導致的死亡人數分別為380萬和160萬。

同時,國家相關政策不斷出臺:《國務院辦公廳關于推進分級診療制度建設的指導意見》要求,未來我國要大力提高基層醫療衛生服務能力,將縣域內就診率提高到90%左右,基本實現大病不出縣的目標,這勢必帶動基層醫療機構的設備更新和升級。

此外,國家衛計委出臺的《醫學影像診斷中心基本標準和管理規范(試行)》,對醫學影像診斷中心的配置標準做出了要求,明確規定醫學影像診斷中心須配置3臺以上超聲醫學影像設備。

因此,近年來,祥生醫療充分受益于老齡化程度加深、慢性病高發、國家醫療政策鼓勵帶來的市場需求,從2016年到2018年,其營收從1.67億元增至3.27億元,增幅近100%。

然而,祥生醫療不是一家以國內市場為主的企業,國內銷售額僅占總銷售額25%左右,其產品已遠銷100多個國家和地區。在醫療發達的歐美國家,銷售額占總額35%左右。據中國海關數據顯示,2018年祥生醫療超聲設備出口排名國內品牌第三。

廣布全球的銷售網絡不僅僅對當下產品銷售起著至關重要的作用,更是未來產品更新換代后,迅速占領市場的最佳“法寶“。

目前,盡管歐、美等發達國家,購買的超聲影像設備都是高端彩超系列,但非洲及亞洲一些發展中國家仍以黑白超聲影像設備為主,這些地區存在大量先進設備市場空白。因此,提前做好全球化布局,對后續發展非常有利。

超聲影像AI技術領跑

醫學影像分析工作繁瑣重復、工作量巨大、極度消耗醫生精力。目前,龐大的醫療影像分析工作需求與匱乏的專業人才供給,形成結構性矛盾,加重了醫療診斷漏診及誤診。

據期刊《中國醫療裝備》數據,我國臨床醫療總誤診率為27.80%,其中,惡性腫瘤平均誤診率為40%,器官異位誤診率為60%。這些誤診主要發生在基層醫療機構,即更多是人為原因。

因此,運用更快、更準確的技術迫在眉睫。而更快、更準確就是人工智能(AI)部分基礎定位。

目前,AI輔助診斷軟件系統在CT、核磁振領域有一些成熟的應用,但在超聲領域應用尚處在起步和探索階段。

這是因為與其他醫學影像手段先檢查、后集中讀圖分析的模式不同,超聲診斷要求邊掃圖、邊讀圖分析,具有實時性特征,難度極大。

而祥生醫療的超聲影像AI產品已經面世,名為“SonoAI”,主要用于輔助乳腺及頸動脈斑塊檢查。不過,該產品并非完全取代醫生,而是緩解醫師工作量,降低誤診、漏診概率,提高讀圖效率。

目前,祥生醫療已將“SonoAI”送至中國食品藥品檢定研究院及江蘇省醫療器械檢驗所進行樣品檢驗,正處于注冊檢驗階段,后續還需進行臨床試驗和產品注冊。在美國,“SonoAI”產品已在FDA通過注冊受理,目前處于驗收評審階段,后續還需完成實質性審核流程。

雖然國內外都還未完成對“SonoAI”檢驗,但是祥生醫療對此充滿信心,認定2年之內能完成注冊。

這是因為“SonoAI”經歷過實戰考驗:2018年,“全國超聲醫學多模態人工智能人機大賽”中,“SonoAI”與醫生進行了人機對戰,并取得了絕對的優勢。

如在 “乳腺良惡性病變二分法“比賽中,“SonoAI”準確率為90%、用時30秒,現場選手中的最高準確率為75%,用時4分鐘。在剩余的”乳腺良惡性腫瘤“、“炎癥及腺病四分法“和“頸動脈斑塊穩定性“比賽中,SonoAI無論是準確率和用時都明顯優于富有臨床經驗的醫師,完全滿足了AI在超聲影像中的定位——更快、更準確。

祥生醫療之所以可以創造出“SonoAI”,與多年來積累的超聲臨床應用經驗密切相關,這也是它和AI軟件商最大的區別。

由于超聲AI技術是對“動態視頻”進行識別,所以祥生醫療必須對許多細微病變特征足夠了解,才能賦予AI判斷能力;更難的是,醫生基于動態畫面進行判定,有不低的誤判率,有很多經驗性總結也不一定對,因此,更需要祥生醫療更深度的挖掘。

不僅如此,與CT、核磁共振等非超聲醫學影像相比,超聲影像信噪比和分辨力都比較低,并且超聲影像的噪聲為非加性噪聲,處理和分析的難度都比較高,更需要對相關癥狀深入了解,做出一些算法的調整。

同時,圖像數據也是一個問題,大規模高清且標注好的圖像數據很難被找到,一些罕見疾病的圖像數據更是難以求得。因此,沒有豐富臨床經驗的AI軟件公司無法獲得足夠圖像數據,更別提在此領域進行突破。

憑借著便攜式超聲影像設備,祥生醫療的營收從2016年開始飛速增長,而今又研發出超聲影像AI產品。如認證通過,祥生醫療將從單一的硬件商進化為技術服務商,在積累最深的超聲領域率先實現人工智能應用,有望成為超聲領域的新霸主。

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