腦科學這個商業(yè)前景被嚴重低估的領(lǐng)域，AI如何助力其產(chǎn)業(yè)化？

2020-04-29 11:29

我們可以把AI滲透癲癇診療環(huán)節(jié)分為三個階段：初次診斷、用藥監(jiān)測和預(yù)警和難治性癲癇診療

1、初次診斷和累計確診

在初次診斷和累計確診階段，從癲癇首次異常發(fā)作的初次診斷到最終確診，腦電圖（EEG）檢查是癲癇診斷的常規(guī)步驟。一般來說，通過腦電圖檢查，80％左右的癲癇病人發(fā)作間歇期均有腦電圖異常，只有5％－20％的癲癇病人發(fā)作間歇期腦電圖可表現(xiàn)正常。

臨床困局1：診斷與分流困局

該階段面臨的最大困局，是人工診療資源的缺乏。我國腦電師資源緊缺。由于腦電設(shè)備、算法和人才的限制，癲癇的診療工作受到諸多限制。同時，由于有豐富診斷經(jīng)驗的腦電圖師與神內(nèi)臨床醫(yī)生多集中在重點癲癇中心，加之患者及患者家庭基于對癲癇初始發(fā)作的未知與恐慌，多數(shù)患者集中涌向各省市三甲醫(yī)院，導致病患無法有效分流，同時大量疑似癲癇病患與初發(fā)癲癇病患的準確診斷和有效區(qū)分成為臨床突出難題。

臨床困局2：需求與供給困局。

從臨床經(jīng)驗看，初次就診并最終確診的癲癇病患人數(shù)約占總就診病患人數(shù)的20％左右，以中國每年新增40萬的癲癇病患為基數(shù)計算，每年僅涉及初診EEG監(jiān)測的總?cè)藬?shù)就接近200萬左右，還要加上已確診累計的近1000萬癲癇病患。

而對初診患者進行確認和對確診患者進行常規(guī)EEG監(jiān)測，常常涉及多臨床中心、多次常規(guī)腦電圖監(jiān)測（確診病患常規(guī)EEG約在2．5次／年），導致對現(xiàn)有醫(yī)療診斷資源的大規(guī)模占用，給各地醫(yī)療體系帶來沉重負擔。

以北京某區(qū)癲癇中心為例，EEG常規(guī)檢查數(shù)量高達1．5萬人次／年，單人診斷費用約為800元／次，中心配備常規(guī)腦電圖機數(shù)量已高達15臺，腦電圖師人數(shù)多達20多人。因監(jiān)測任務(wù)過重，工作環(huán)境枯燥單一，且升遷路徑狹窄，導致腦電圖技師流失率高，這又進一步加重就診病患需求與醫(yī)療供給之間的矛盾。

初診階段產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方：

巨量癲癇病患的EEG監(jiān)測需求，以及EEG數(shù)據(jù)的時序性特點（閱片過程耗時漫長），高度依賴人工方式識別與輸出診斷結(jié)論難以為繼。在此背景下，利用AI算法快速提取關(guān)鍵病理性EEG腦電數(shù)據(jù)成為大趨勢。

目前，該領(lǐng)域已經(jīng)有眾多科技公司介入，包括阿里健康（2019年5月上線阿里癲癇腦電分析引擎）在內(nèi)的眾多國內(nèi)外科技公司及互聯(lián)網(wǎng)巨頭均已積極介入癲癇診斷領(lǐng)域，希望通過AI算法緩解醫(yī)療診斷資源不足的情況，在5G新基建的推動下，通過云醫(yī)療、遠程大數(shù)據(jù)等方式，緩解臨床資源分布不均的現(xiàn)狀。

AI初診分布2.png

相關(guān)產(chǎn)業(yè)與腦科學關(guān)聯(lián)度：★★☆☆☆

從現(xiàn)有癲癇EEG腦電AI診斷的企業(yè)布局來看，它們都并非專注于癲癇診療，而是看中了癲癇診療背后的腦電研究價值。誠然，EEG腦電監(jiān)測對于腦電研究有著巨大價值，但目前要實現(xiàn)有效利用還需要解決眾多挑戰(zhàn)。

EEG腦電監(jiān)測手段的出現(xiàn)已有悠久歷史，全球各大頂級學府均已深度介入無創(chuàng)監(jiān)測的研究，但因頭皮腦電監(jiān)測數(shù)據(jù)信噪比差，有效特征數(shù)據(jù)解耦困難，且受制于監(jiān)測環(huán)境及個體特性等多重制約，導致腦科學界可從其中進一步挖掘更深入認知數(shù)據(jù)的難度異常巨大。

動脈網(wǎng)曾與在美計算神經(jīng)科學領(lǐng)域某學者交流，他將EEG腦電解碼過程形象比喻為“站在巨大的足球場外，想去理解和聽懂坐在特定區(qū)域坐席的某一些球迷在交談什么一樣困難，許多神經(jīng)元在經(jīng)過初始信號的耦合后，已經(jīng)形成巨大而嘈雜的背景音，且需要特殊事件，如某一方球隊進球了，才能大致分清來自哪一方球隊的球迷的歡呼聲，無創(chuàng)BCI（腦機接口）領(lǐng)域正是如此，更多只能獲得區(qū)域的趨勢信號，無法進一步理解更深的含義。”

無創(chuàng)BCI（腦機接口）信號解讀有限也是為什么較多腦機接口公司扎推于淺層意念控制、睡眠等領(lǐng)域。在該領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)項目多局限于嘗試解讀特殊腦區(qū)（運動區(qū)），以及具有顯著特征的EEG腦電特征（如癲癇）的發(fā)作監(jiān)測，用于無創(chuàng)BCI腦機接口的開發(fā)及應(yīng)用。該領(lǐng)域更多集中在所謂“意念”控制的領(lǐng)域，如遙控玩具等，結(jié)合肢體與肌電反饋等，切入泛娛樂行業(yè)，國內(nèi)如EEGSmarT，國外包括如Neuroverse，均為面向家用消費級及精神護理（睡眠健康）領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)項目。

無創(chuàng)BCI3.jpg