报告摘要:
人工智能(AI),病理诊断的强效助推剂
人工智能(AI)已进入医疗的众多细分领域,应用场景包括疾病诊疗、医疗辅助、药物开发等。而病理诊断是一种基于图像信息的诊断方式,被誉为疾病诊断的“金标准”,却由于自动化程度较低,病理医生缺乏等原因,在我国发展落后。通过图像识别技术,AI助力病理转向数字化诊断,能有效提升病理诊断效率,AI对病理行业的赋能有望突破行业瓶颈。
以医疗大数据为基础,病理企业与腾讯、阿里等企业合作开发病理AI
病理AI开发包括数据积累、算法开发、场景应用等环节,高质量的数据资源是进行有效算法开发的关键。由于应用场景、病种、病程等不同,病理数据的获取、分类难度较大。现阶段AI在病理中主要应用于细胞病理的宫颈癌筛查,潜在应用的市场规模约为 442 亿元。目前国内AI病理行业的参与者以拥有大量数据的病理产业链企业、提供算法的AI企业为主,两者的合作是企业发展的关键。腾讯与专业的第三方病理检测企业华银健康合作,而阿里健康与兰丁高科等12家医疗健康AI企业共同建立了第三方人工智能开放平台。病理AI的落地推广有望填补近7万人的病理医生缺口,解决病理行业供给严重不足、医疗资源分配不平衡的问题,极大的促进分级诊疗的落地。
基层需求、AI进步、政策等多方面因素推动病理AI临床应用加速
AI病理诊断技术可大幅缩短医生的工作量,但由于目前技术所限,在病理样本采集、图像数据处理及结果判读上仍有大量技术难点亟待攻克。但是随着基层地区大力推广免费两癌筛查,带来巨大的基层病理诊断需求,AI病理技术迅速提升,临床应用有望提速。国内外团队通过AI已成功实现影像领域多个病种的诊断识别,部分准确率超90%。人工智能2016年被列为国家发展战略,人工智能+医疗成为重点维度之一,政策明确指出发展人工智能治疗新模式、智能影像识别等应用。
医疗数据是基础,算法是核心,强强联合打造AI病理龙头
兰丁高科:技术服务、核心算法及第三方检验网点,实现完整的商业闭环
麦克奥迪(300341.SZ):以医用显微镜为基础,构建病理行业全产业链
华银健康:专业的第三方病理检测龙头,携手腾讯连接病理数据与算法
视见科技:影像AI新锐企业,布局病理、放射、放疗三大优势领域
风险提示:竞争风险、政策风险
人工智能的时代已经来临并已成为各国竞争的新赛道。自2017年7月国务院印发《新一代人工智能发展规划》以来,中国人工智能技术得以迅猛发展并在金融、医疗、教育、交通、社交等领域快速推广。医疗是人工智能行业最热门的研究和应用领域之一,其知识驱动型和数据密集型的特点保证了人工智能在医疗行业具有广阔的应用前景。病理诊断领域由于数据量大、对医生要求高等特性成为人工智能在医药行业率先领域应用的细分领域之一。
1.1人工智能进入众多医疗细分领域,助力医生诊疗疾病
人工智能+医疗将给医疗行业的众多细分领域带来巨大变革,解放医生紧缺现况。人工智能+医疗成为近年来的行业热点,计算机技术与医疗服务的跨界合作为未来的行业发展提供了全新维度。人工智能主要应用于医疗领域的疾病诊断、医疗辅助、医药开发等方面,具体包括病理诊断、影像诊断、语音识别、健康管理、可穿戴设备、医院管理、精神健康、药物挖掘、生物技术等细分领域。
人工智能在医疗健康领域的深耕,有望缓解优质医生资源稀缺、重复劳动负荷重、诊断质量不均衡等医疗诊疗领域的瓶颈,不但能够提升医护人员的工作效率,降低医疗成本,并能够借助大数据平台进行科学有效的日常监测预防。
病理诊断是一种基于图像信息的诊断方法。病理诊断是将疑似病灶部位的活体组织或脱落细胞制成切片后,由病理医生通过显微镜观察其细胞形态、组织结构、颜色反应等情况,并结合自身专业知识与临床经验作出的诊断,是一种基于图像信息的诊断方法。病理诊断是目前诊断准确性最高的一种诊断方式,病理诊断往往被作为绝大部分疾病,尤其是癌症的最终诊断,被誉为疾病诊断的“金标准”。
1.3AI助力病理转向数字化诊断,解放医生资源
病理AI是通过人工智能算法,对数字化的病理切片进行诊断。目前较为典型的应用就是DNA倍体检测,人体正常细胞为2倍体,分裂过程中的细胞处于2 - 4倍体状态,而肿瘤细胞会出现显著异常的DNA含量,出现4倍体以上的异常DNA倍体细胞,通过对异常DNA倍体细胞的检测,就可以知道样本是否存在突变的细胞,在肿瘤的早期诊断中有较好的应用,能够有效提升诊断效率,提供标准化、数量化的检验指标。
引入AI辅助甚至替代人工进行一些常规的病理诊断及癌症筛查,能够有效弥补人工诊断效率低、病理医生不足、缺乏统一质控管理等问题。
通过AI技术和医疗大数据平台的结合,人工智能在医疗影像辅助诊断、药物开发、疾病预测等方面开始发挥重要作用。病理AI使稀缺的病理医疗资源满足更多的诊疗需求,解放病理医生的大脑和双手,尽可能惠及更多普通患者。
2.1病理AI开发包括数据积累、算法开发、场景应用等环节
病理AI开发过程主要包括有效数据的采集积累,基于有效数据的算法开发、模型训练,以及医院、第三方检验相关场景的应用。数据基础包括相关硬件设备生产商和医院、第三方检验机构,算法开发涉及权威的病理专家集团、智能算法开发企业等,AI应用场景回归到医院病理科及第三方检验机构。针对下游不同医疗应用场景和病理诊疗特点,开发不同的算法辅助医生诊断,并随着数据量的扩充和下游需求持续更新。
病理AI同时隶属于AI+医疗行业,2018年我国AI+医疗市场规模有望达到200亿元,近年来保持高速增长。病理AI属于AI+医疗领域的医学影像诊断细分领域,应用于疾病的诊疗环节,主要适用的技术包括数字化成像、图像识别、人工智能算法等,是人工智能结合医疗行业的重要分支。根据中国数字医疗网统计,2016年我国AI+医疗行业规模为96.61亿元,同比增长122.09%;2017年达130亿元,同比增长34.56%,2018年我国AI+医疗行业有望达200亿的市场规模,同比增长53.85%。
目前国内AI病理行业主要由上游的硬件设备、试剂生产商,中游的病理专家和智能算法软件开发企业,以及下游的医院、疾控中心和独立实验室等应用终端构成。
此外,兰丁高科及麦克奥迪通过全方位打造从硬件设备、全自动智能化诊断筛查系统到第三方病理诊断中心,实现了一站式病理诊断服务的全覆盖。兰丁高科依托其自主研发的病理诊断设备、病理AI系统、病理专家团队、第三方实验室网点,完成完整的商业闭环,公司于2018年实现了6个月内完成37万例“互联网+人工智能”宫颈癌筛查项目。麦迪医疗是麦克奥迪(300341.SZ)全资子公司,主营产品及业务包括病理切片数字化扫描与应用系统、数字病理远程专家诊断、细胞 DNA定量分析系统(用于癌症早期筛查)及相关诊断耗材的技术支持与医疗诊断服务。
由于待遇、工作量及培养周期等因素造成我国病理医生极度短缺,经测算我国病理医生缺口多达7万人。病理医生的供需失衡极大限制了病理行业的发展以及基层诊疗水平的提高。AI病理诊断技术能够实现自动化诊断,将辅助病理医生提高诊断效率,并提升诊断灵敏度,病理AI远程系统及独立实验室也有助于基层医疗诊断水平的提高。
2.4.1病理医生紧缺制约行业发展
我国病理医生极度短缺。根据北京协和医院《2015年国家病理科医疗质量报告》统计数据,2014年我国病理执业医师及助理执业医师约1万人,远低于美国、欧洲等发达国家水平。我国每万人中病理医生数量指标约0.08,远低于美国、欧洲的0.90、0.81,我国病理医生相比发达国家极为短缺。
绝大部分病理医生集中于二级以上医院,基层病理资源尤为匮乏,无法开展后续诊疗。根据北京协和医院《2015年国家病理科医疗质量报告》,约62%的病理医生就职于三级医院,约37%的病理医生就职于二级医院,就职于一级医院的病理医生仅为1%左右,基层病理医生匮乏导致基层医疗机构没有病理诊断的能力,只能将患者转诊到大医院进行后续诊疗或者采取保守治疗。病理AI远程诊断或独立实验室可帮助基层医疗机构进行病理诊断,使基层医疗机构具备了开展后续诊疗的条件。
相比于检验、影像科室,病理科的自动化水平较低。根据HIA发布的《中国首部公立医院成本报告(2015)》,我国公立医院各科室成本构成中,病理科人员成本占总成本比达到46%,显著高于其他临床科室,检验、影像科室这一指标分别为35%、27%。病理、检验、影像三个科室的设备配置方面,病理科设备配置数量、种类均明显少于检验、影像科室。
3.1 AI诊断技术准确性有待提高,无法完全替代病理医生
AI病理诊断技术能够实现自动化诊断,大幅缩短医生的工作量,但由于目前技术所限,在病理样本采集、图像数据处理及结果判读上仍有大量亟待解决的技术难点。一旦条件稍有偏差,诊断结果或谬以千里,仍需进行大规模多中心的临床验证以保证其准确性。因此,AI诊断的结果最终的结果仍需病理医生审核,并结合其他临床资料进行综合确诊。AI诊断的结果能够辅助诊疗,但无法完全替代病理医生的作用。
3.2政府推广免费两癌筛查带来大量基层病理诊断需求,推动AI诊断技术进步
近年我国新发癌症病例呈上升趋势,女性“两癌”(乳腺癌、宫颈癌)发病率居高,基层两癌筛查需求巨大。根据全国肿瘤登记中心统计数据,全国癌症新增病例由2010年的315.7万例上升至2015年的429.16万例,五年增幅达35.94%。女性病例中乳腺癌、宫颈癌的发病率分别为16.51%、6.04%,分别为女性癌症发病率的第一、第六位,基层开展两癌筛查的需求巨大。
近年我国人工智能产业快速发展,行业规模保持高增速。根据中商产业研究院发布的《2018-2023年中国人工智能行业市场前景及投资机会研究报告》数据显示,2017年中国人工智能市场规模将达到152.1亿元,增长率达到51.2%。随着人工智能技术的逐渐成熟,应用场景不断扩展,预计2018年中国人工智能市场规模有望突破200亿元大关,达到238.2亿元,增长率达到56.6%。
人工智能被列入国家发展战略,人工智能+医疗成为新技术结合传统产业的重点维度。我国医疗领域医生资源的短缺是造成看病难问题的重要原因,基于职业培养特点短期内难以通过常规教育途径解决这一问题,人工智能医疗的可复制性有望在短期内有效缓解这一矛盾。2016年国务院公布了《关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》,明确指出健康医疗大数据是国家重要的基础性战略资源,需要规范和推动健康医疗大数据融合共享、开放应用,为开发人工智能算法的数据基础提供了规范化指引,2017年7月20日国务院正式印发《新一代人工智能发展规划》,提出了我国面向2030年新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施,描绘了我国新一代人工智能发展的蓝图,明确提到发展人工智能治疗新模式、智能影像识别、病理分型和智能多学科会诊等应用。
病理AI的问世将有效的解决我国病理医生短缺的问题,满足基层的病理诊断需求。临床病理大数据平台以及AI算法开发优势是病理AI企业抢占市场并在竞争中保持领先地位的核心能力。因此,我们看好在全产业链布局的兰丁高科、麦克奥迪(300341.SZ),以及有强大AI图像识别开发支持的华银健康和视见科技。
4.1兰丁高科:技术到服务打造完整商业闭环
武汉兰丁医学高科技有限公司成立于2000年,由孙小蓉博士为首的留学归国人员团队创建。公司主要从事于人工智能癌细胞诊断研究、生产、销售、临床筛查服务等业务。其自主研发的人工智能宫颈癌筛查诊断技术与互联网结合,实现数字化的病理筛查服务。
多款产品通过CFDA、FDA、CE认证,拥有核心技术专利。核心产品人工智能宫颈癌筛查系统、人工智能骨髓细胞(白血病)诊断系统均通过CFDA认证,并且掌握相关核心专利,过硬的配套设备研发生产能力为开发人工智能诊断提供有力保障。
麦克奥迪(厦门)医疗诊断系统有限公司(以下简称麦迪医疗)成立于2004年5月,主营病理切片数字化扫描与应用系统、数字病理远程专家诊断、细胞学计算机辅助诊断(DNA倍体分析系统)及相关耗材的技术支持与医疗诊断服务业务,产品通过CFDA认证。公司于2016年、2018年分两次向上市公司麦克奥迪转让100%股权,成为麦克奥迪的全资子公司。
麦克奥迪拥有国内领先的医用显微镜生产研发实力。麦克奥迪于2015年全资收购的麦克奥迪实业集团有限公司是国内品牌第一的医疗显微镜供应商,主营业务是生产销售光学显微镜、数码显微镜和显微图像集成系统产品,2018年显微镜业务实现营业收入4亿元。
广州华银医学检验中心成立于2009年,主要从事第三方检测诊断技术服务,是国内领先的第三方检验机构。华银健康在广州、南京、广西、成都等城市建有7个区域运营中心,拥有覆盖全国25省区的检验病理服务网络,积累了大量的临床病理数据资源,联手腾讯的图像识别、大数据处理、深度学习等领先AI技术,实现跨领域的强强联合。
华银健康联合腾讯觅影是产品+流量,数据+算法的合作,开辟医疗O2O的新模式。华银健康建有国内大型病理诊断中心、临床检验中心、临床遗传转化中心等多个高新技术平台,其中华银病理诊断中心作为国内具显著影响力的病理诊断中心之一,拥有丰富的数字病理数据库,为临床病理诊断人工智能深度学习提供了丰富的病理资源、高质量大数据样本资源以及覆盖全国的临床资源。2017年11月,基于在医疗AI领域获得的技术突破,腾讯获批承建医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台,与华银健康合作,共同推动医学AI领域的跨学科研究,通过产学研多种形式,整合双方资源,推动AI病理的创新突破。
深圳视见医疗科技有限公司成立于2017年2月,是一家由人工智能及医学影像技术专家和世界500强高管共同创立的创新性高科技公司。目前视见医疗的产品研发包含放射影像(DR/CT/MR)辅助诊断、放疗靶区辅助勾勒及病理(细胞学、组织学)影像辅助诊断三大方向。
产品和服务涉及放射、病理和放疗三大优势领域。视见科技开发的宫颈液基细胞人工智能筛查系统、乳腺癌淋巴转移病理人工智能分析系统、胸部X光片人工智能辅助诊断系统等,可广泛应用于医院、独立影像和检验中心、远程诊断云平台、医学影像软硬件厂商、医学教研机构和患者等用户群体。
(1)市场竞争风险 :可能吸引各类大型竞争对手集中加入,造成竞争冲击
(2)政策变动风险 :国内政策尚存不确定性
(文章来源:广证恒生)
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