大数据、人工智能、机器人、VR/AR等数字技术正在对各个行业产生影响,从教育、交通,到金融服、零售。据权威统计,到2020年,全球数字化转型相关的行业增加值将达到10万亿美元,全球1000强企业中的67%、中国1000强企业中的50%都会把数字化转型作为企业的战略核心。
相比其他行业,医疗行业的数字化进程虽然相对缓慢,但也正在迎头赶上。很多欧美发达国家的医疗产业数字化已经得到良好发展,随着科技进步和社会需求,我国医疗领域的数字化革命亦悄然开始。
在今年两会期间,李克强总理曾多次提及“数字医疗”。腾讯董事会主席马化腾也在大谈数字医疗,并花了十几亿美元投资相关公司。在近几年的CMEF展会上,动脉网记者也观察到有数千家医疗器械厂商都在推医疗数字化产品,这些产品将在实际应用中切实地帮助医院、医生和患者。
据Transparency Market Research统计,2016年全球数字医疗市场规模已达到1796亿美元,按照13.4%的年复合增长率,到2025年底这一市场将达到5366亿美元(约36000亿人民币)。2017年,北美地区数字医疗市场规模达到了800.286亿美元。
中国作为人口大国,数字化医疗在我国拥有巨大的市场。根据波士顿咨询的报告,2014年中国数字化医疗市场获得的风险投资约45亿元,投资领域包括医药电商、医患在线交流服务、疾病管理应用软件等。未来,中国数字化医疗市场还将呈指数级增长,预计到2020年,中国数字化医疗市场规模将达到近7000亿元人民币。
大力发展数字化医疗是我国的一个重点战略。十八大以来,我国医疗健康事业取得了一定的发展,但整个医疗系统仍面临着诸多挑战,如医疗卫生资源相对稀缺、医患关系紧张、人口老龄化加快、慢性病患者增多等等。
数字化医疗是缓解这些压力的有效途径之一。在全国两会上,马化腾指出,数字技术在促进平衡发展、普惠医疗与精准医疗等方面大有可为。“移动互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术有效提升了健康医疗产业的信息化、网络化、智能化水平。”
所谓数字化医疗,是把现代计算机技术、信息技术应用于整个医疗过程的一种新型的现代化医疗方式,是公共医疗的发展方向和管理目标,数字医疗设备及其应用也体现在各个领域。
医疗的数字化,首先是医疗设备的数字化。数字医疗设备是医疗服务体系、公共卫生体系建设中最为重要的基础装备,是引领医学诊疗技术向早期诊断、精确诊断、微创治疗和精准治疗发展的重要支撑,也是催生新一轮健康经济发展的核心引擎。
数字化的医疗设备,是指数据采集、处理、存储与传输等过程均以计算机技术为基础,设备可自行对所采集信息进行存储、处理及传送。在计算机软件下工作的医疗设备,已逐渐取代常规设备成为当前临床设备的主流,如CT、MRI、彩超、数字X线机(DR)等能给医生传递医学影像信息一类高端高值医械。
数字医疗设备包含了高端的诊断设备、治疗设备以及家用的可穿戴设备。据Transparency Market Research报告显示,全球数字医疗设备市场正在快速增长。其中,治疗设备的年复合增长率就已高达15.6%。预计到2025年,全球治疗医疗设备市场规模将达到208.3亿美元,远远高于2016 年的5.908亿美元。
在技术创新方面,全球数字医疗设备行业整体活跃度比较高,创新产品不断涌现。近年来产品逐渐呈现出小型化、集成化、网络化、智能化,多源诊断信息一体化融合,微创、介入、精准治疗集成等发展趋势。美国、日本,及部分欧洲国家长期在数字医疗设备的技术和产业方面占据领先地位。
与发达国家相比,中国数字医疗设备尤其是高端数字医疗设备还存在很大的差距。主要表现为:一些核心部件主要依赖进口,产品的功能性能还不能有效满足临床需要,产品的稳定性及可靠性仍有差距,临床医疗机构对国产设备的认可度不足等。
但近年来在国家政策的支持和资本的助推下,我国已经突破了一批数字化医疗设备的核心技术,如自主研发的CT扫描机打破了国外产品垄断中国市场的局面;核磁共振成像装置在国内成功打开市场;高强度聚集超声肿瘤治疗设备达到国际领先水平,并远销海外。
近年来,我国医疗器械领域科技和产业竞争力已显著提升,平均增速在20%以上。但是,由于技术创新能力不强,产学研用结合不紧密,创新链和产业链不完整,政策措施不配套,应用环境不完善等因素的影响,我国医疗器械特别是高端影像诊断和大型治疗等数字诊疗设备的技术竞争力薄弱,高端数字诊疗设备主要依赖进口,国民健康保障受制于人。
为改变长期以来医院高端医疗设备被进口品牌垄断的局面,自2014年以来,国家相关部委鼓励支持医疗器械产业发展的政策文件有数十个,从政策、资金、人才、技术等各个方面给予产业大力支持,特别是对医学影像设备、体外诊断产品等高性能医学诊疗产品的发展进行了专项扶持,以促进医疗器械产业链上下游协同发展。
2015年,科技部会同卫生计生委、工业和信息化部、食药总局、总后卫生部等部门,共同提出“数字诊疗装备研发”重点研发计划项目。专项以早期诊断、精确诊断、微创治疗、精准治疗为方向,以多模态分子成像、大型放疗设备等十个重大战略性产品为重点,以促进我国医疗器械产业“数字化、网络化、智能化”的发展。
2016年,“数字诊疗装备研发”启动项目数达到70个。2017年11月8日,中国生物技术发展中心公示了“数字诊疗装备研发”等三个重点专项的扶持计划,多个专项拟获2.1亿元的中央财政经费支持。其中,“数字诊疗装备研发”共涉及5个项目,中央财政拟拨款8833万元予以支持。
2016年6月24日,国务院办公厅发布关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见。《意见》明确指出要研制推广数字化健康医疗智能设备。支持研发健康医疗相关的人工智能技术、生物三维(3D)打印技术、医用机器人、大型医疗设备、健康和康复辅助器械、可穿戴设备以及相关微型传感器件;加快研发成果转化,提高数字医疗设备、物联网设备、智能健康产品、中医功能状态检测与养生保健仪器设备的生产制造水平,促进健康医疗智能装备产业升级。
2017年12月29日,国家食品药品监管总局制定颁布了《移动医疗器械注册技术审查指导原则》,对移动医疗器械的定义、类型、判定原则和注册申报资料做了总体要求。
2018年4月28日,国务院办公厅发布了《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》,鼓励医疗联合体内上级医疗机构借助人工智能等技术手段,面向基层提供远程会诊、远程心电诊断、远程影像诊断等服务;鼓励利用可穿戴设备获取生命体征数据,为孕产妇提供健康监测与管理;开展基于人工智能技术、医疗健康智能设备的移动医疗示范,实现个人健康实时监测与评估、疾病预警、慢病筛查、主动干预。
一方面,医疗机构对于医疗全过程的智能化有着强烈的需求,需要数字化的医疗设备来帮助医生完成工作。同时,医疗行业有着大量的数据积累和沉淀,但是目前绝大多数数据得不到有效利用和分析。
医疗设备的电子化虽然已经发展了很久,但很多器械所产生的数据却无法互联互通,需要医护人员手工记录后再整理到电子病历中,影响问诊工作效率。根据美国Gary and Mary West Health Institute所做的调研,一半以上的护士报告他们亲眼看到医疗差错的发生主要是因为医疗器械之间无法联通导致的。
因此,医疗服务提供者对医疗器械数字化、智能化、网络化提出了需求,希望医疗设备能够添加数据传输功能,并且将之整合到EHR平台上,这样不仅能减少医疗差错,还能提高效率。
另一方面,对于医疗器械厂商而言,数字化转型也是必须的。为了在各自市场保持绝对竞争力,他们正在想办法将自己重塑为数字医疗公司。由于日益增长的医疗保健需求、降低医疗成本的经济压力以及激烈的行业竞争,医疗设备的利润率受到了重大威胁,迫使生产企业不得不重新考虑其现有的商业模式,并通过创新产品和解决方案为客户创造价值。
“医疗设备数字化”这一概念涵盖了医疗器械设计、研发、制造、流通及使用的全生命周期,也包含着医疗器械产品临床及居家使用过程中各项技术及数据的交互与融合。
数字技术让医疗器械企业得以控制成本,提高患者护理水平,还为其业务决策提供了数据支持。例如,数字技术(如设备中的预测分析或患者监测功能)可帮助公司主动识别质量问题并改善设备性能。根据FDA公布的2003年度至2012年度医疗器械回收报告,在此期间医疗器械召回数量增加了97%。
除了从产品的角度对医疗设备进行数字化升级,医疗器械企业还从流程、服务和与利益相关方的角度来改变其业务模式,围绕着为医疗机构、医院建设提供全方位的数字化解决方案
他们运用互联网、大数据、人工智能等数字技术,把先进的理念和方法,与行业特点和用户结合起来,把医疗器械从“制造”成功转变成“智造”模式,以求在数字化转型中寻求突破创新。
这些企业中以传统外资三巨头“GPS”(通用、飞利浦、西门子)和“国产三巨头”(联影、迈瑞、鱼跃)表现最为突出。近几年,他们都推出了多款数字医疗产品和解决方案。
动脉网梳理几家核心企业的数字医疗业务发现,目前各家数字化医疗的落地和应用大多还停留在初级阶段。他们的数字化方向主要包括产品的数字化升级、设备资产管理(远程监测、升级+维修)、远程医疗、供应链管理、AI辅助诊断、数字化手术室/实验室解决方案等等。
GE早在2015年就开启了其内外兼修的数字化转型之路,如今它正迈向一个“简单”却不易的目标:成为世界上最大的数字化工业帝国。
GE医疗CEO John Flannery在接受《Business Insider》杂志采访时,曾做了一个非常大胆又有趣的展望:“不久后,我们可能会开始把医疗设备,例如MRI或X光机,看作智能手机。也就是说,设备本身不如手机软件那么重要。想想iPhone,它的功能远不仅仅是通话、短信和拍照。其本质是软硬件结合后,所实现的一系列具有高附加值的功能。GE医疗的业务也会如此。”
数字化离不开软、硬件的互相配合。百年GE在硬件领域里经过长期沉淀,已经积累了响当当的实力。单说每年GE医疗用在推出新硬件上,就会大约花费10亿美金。优良的硬件是推进数字化的坚实基础。
而GE医疗又是拥有最成熟软件业务的业务部门之一。GE医疗拥有一个5,000人的软件工程师团队,占了GE医疗总员工数的10%。到2018年,GE医疗还将在软件领域投入超过5亿美金。
John Flannery认为,软件和硬件并不是一个非此即彼的关系。他们的结合可以带来质变。如果一台成像设备可以监测病人的肿瘤以及它的增长速度和变化程度,且智能地分析这些数据和信息,那么医生就可能会为患者带来更好的医疗诊断。
GE数字医疗的定位是以资产为核心,通过全产业链的数据采集和利用,帮助医院提升绩效资产管理、重疾精准诊断和各项能力提升。
为此,公司推出了资产云管家、云影像解决方案和云心电解决方案三大拳头产品,分别聚焦资产运营管理、患者临床诊断、医院能力建设,集中诠释了其自我革新精神和数字化战略。
资产云管家:这是GE医疗在中国落地的首个数字化项目,是由GE中国团队研发的首款基于云平台的医疗设备管理应用。它通过对设备的监测和计算,来让远程的连接帮助设备发挥更大效率,从而帮助医院设备总体运维提升工作效率。
借助GE医疗领先的资产云管家平台,医院可以实现设备的实时监测、动态信息更新;通过微信平台进行设备保修,依据紧急程度将任务排序,便于高效的人员调配;还可以实时查询设备的使用及维修状态,便于统筹调剂,将资源利用率最大化。
更值得一提的是,基于系统上积累的诸多数据,资产云管家还可以展开智能分析,对设备的使用状况进行前瞻性预测。以往医院都是等到设备坏了才维修,严重影响了医院的正常运营,如今借助人工智能和大数据分析,医院已经可以做到防患于未然,更好地开展维修和质控工作并制定预算计划。
据悉,从去年6月底首次落地至今,全国已经有100多家医院上线了资产云管家平台,其中不仅有大型三甲医院也包括二级医院和基层医院。目前资产云管家平台一共管理着8万多台设备,管理的资产规模高达88亿人民币。
云影像解决方案:一款以患者为中心的协同平台,可协调不同地区、机构、专科和护理路径的医疗资源,通过先进的影像科工作流、高级影像诊断工具、智能报告工具和多维度的协同体系,改善医疗服务。
GE的云影像解决方案提供了全新的放射影像协同诊断和检查设备资源共享能力,无论医生身在何处,都可以在云端查看、处理和共享医学影像,更便于院外的其他专家协同阅片,实现多学科会诊,同时可以减少重复检查,提升诊断效率和准确度。
云心电解决方案:心血管疾病是当下中国所面临的一大健康挑战,防治工作刻不容缓。为了实现心电数据的精准性、智能性和可追溯性。该解决方案能够通过构建上级与基层医院间的区域心电网络,实现心电数据的标准化采集、人工智能技术的分析预判和云端远程诊疗,让患者可就近享受大型三甲医院的心脏病诊断服务。
资产云管家、云影像解决方案和云心电解决方案正好诠释了GE医疗数字化的三个维度。另外,GE医疗在今年的CMEF上还展示了16款产品,涵盖CT、磁共振、核医学、DXR、移动C型臂、超声、监护以及数字化应用和解决方案。
由此可见,数字化已经成为了GE医疗企业基因的一部分。GE医疗表示,未来公司还会开始更多的尝试,比如开发大数据平台,推动数据采集的标准化和数据互联互通,将数字化进行到底。
飞利浦在2018年则打出了人工智能的口号,展现了将人工智能技术应用于胸痛中心脑卒中中心、肿瘤、呼吸睡眠、监护及母婴关爱四大专科疾病领域的一体化解决方案。
飞利浦还首次发布了一系列具备人工智能技术应用功能的产品及解决方案,包括:
MR Ingenia 3.0T CX智能磁共振、全数字磁共振Prodiva 1.5T、采用Blue微剂量技术的X线、搭载高效智能“锐智平台”的全新Affiniti 30高清通用超声诊断系统、全新一代高端动态平板胃肠透视系统CombiDiagnost R90、全新高端落地无线DR DuraDiagnost F30数字化X线摄影系统、全新智能ICU解决方案、以客户为中心的病房监护解决方案、针对睡眠呼吸暂停综合症患者(OSA)的Dream Family解决方案等。
其中,值得一提的是IQon Spectral, CT iPatient AI 平台。全新飞利浦CT iPatient AI平台作为一款以患者为中心的智能扫描平台,在智能引擎、智能识别、知识演示三大领域实现突破。
智能引擎无需设定扫描条件,只需设定图像要求,所有扫描条件智能引擎可以自动匹配;智能识别自动解剖部位识别及定位,补充扫描后不同序列的自动匹配和链接,自动识别异常生理信号等功能;知识演绎系统内自带扫描平台的多种学习模式,可对扫描过程进行知识演绎。
事实上,飞利浦的数字化转型,不仅仅在产品的数字化,更涉及整个医疗设备供应链的数字化,比如设备的远程升级和预测性维护。
远程升级一直是智能手机中的一项常用功能,但最近才被医疗设备公司采纳。飞利浦已经开始远程升级其新的诊断机器,就像苹果公司为iPhone所做的那样。产品团队自动安排和推送软件更新,并通过ERP系统集成维护软件修订记录。这可以最大限度地缩短系统停机时间,因为可以在几小时内执行更新,保持最新的系统软件修订版以提高性能、合规性和安全性,并减少内部现场工程师的差旅和工作量。
预测性维护是指服务事件是通过数据分析算法仔细分析系统数据触发的,因此在出现任何重大问题之前都会触发。这些预测警报表明关键系统和/或环境参数超出规格。飞利浦远程诊断问题,并在可能的情况下远程解决问题。否则,将派遣现场服务工程师进行指导,并需要部件进行单一修复。这有助于主动解决系统偏差并抢占故障,避免系统停机,客户中断和相关成本。
据悉,飞利浦现在可以远程识别成像系统错误,诊断原因,然后排除故障并实施修理,帮助多家合作医院将停机时间降低到0.1%。
从长远来看,飞利浦正在重新设计医疗设备供应链,通过数字化,为医疗机构提供增值服务。
西门子医疗作为行业领先的医疗科技公司,始终将“实现数字化医疗”视为公司重要的价值承诺之一。公司从医疗数据的生成与收集,到汇总数据以实现透明度、操作互通和知识共享;还在分析与实施环节引入人工智能技术,以更进一步简化用户体验和变革管理支持。
2017年5月,西门子医疗推出影响像大数据平台teamplay,提升基层医院医生的影像诊断能力,帮助医疗机构快速、高效地收集和分析影像设备产生的海量数据,以优化影像设备的操作效率、提升临床及财务表现。
通过云端应用可以实时监测医院影像设备的使用情况、病患等待时间等,提升放射科的管理效率;同时,该平台还可以进行剂量管理,对于将超出放射剂量标准的患者及时提醒。
更重要的是,由于CT、MR等设备参数调整复杂,很多医生不会调整参数,没能将设备充分利用。而Teamplay 的作用在于统一了扫描协议,可以让专家在远端为病患将设备调整到最佳参数,提高县级医院的影像诊断能力。
同时,还可以在其平台中实现普通医生与专家间的交互,针对一些复杂病症,可以通过远程服务与三级医院有经验的医师搭建沟通平台,为基层医院的初级医生提供专业指导和诊断建议。
2017年12月,西门子医疗更携手中国互联网巨头腾讯,就“人工智能创新医疗平台”签署战略合作备忘录,双方以“健康中国2030战略”为宗旨,携手推进医疗大数据与人工智能在医疗诊断领域的发展和应用,促进各级医疗机构诊断水平的提升。
另外,西门子医疗整合多学科的智能化实验室解决方案也是其数字化转型的一大尝试。
作为一套为解决业务量变化和不断扩展的临床实验室需求而开发的解决方案,它将优异性能、适应能力、智能技术与西门子医疗独具一格的自动化业务流程专业知识经验相结合,令实验室在业务优化方面具备了可拓展性——使各种规模的实验室运营能顺应变化的要求,发挥理想的生产能力。
强生公司是一家成立于1886年的美国跨国医疗设备、制药和消费品包装制品公司。近年来,该公司在许多方面已经重塑为医疗技术创新者,将产品数字化以改善患者结局。
数字工具:强生推出了几种数字工具,利用其临床知识和技术积累,提高医疗服务的质量和可及性。
例如:RA-RA(类风湿性关节炎的远程评估)是一款移动APP,可搭配Fitbit等可穿戴设备,收集用户行为和健康数据,如心率、睡眠持续时间和每日关节疼痛程度,帮助医生及了解患者的病情和药物治疗的效果。Reveal是另一款帮助糖尿病患者轻松监测和管理血糖水平的移动APP。与强生的一键式血糖仪相结合,该应用可以跟踪患者的血糖水平,帮助观察数据趋并与医生共享数据。
Verb Surgical是强生和Google Verily于2015年合资成立的一家企业,旨在开发更好、更便宜的手术机器人。Verb Surgical的首席执行官称:“每年有10-20万次手术,而只有5%是通过机器人完成的。我们认为这个数字应该是75-90%。”
目前,大多数机器人手术都是由达芬奇完成的,这是一款由外科医生控制的大型精确机械臂组成的机器。但Verb Surgical的目标超越了硬件,它的目标是成为数字手术平台。为实现这一目标,公司将利用五大技术支柱 (机器人技术、可视化技术、先进仪器技术、数据分析技术和连接技术),并利用大量数据帮助外科医生做出高度信息化、快速准确的决策。
Verb Surgical称这种数字化手术平台将会是手术的下一个阶段,即创新手术4.0。
物联网:强生正在将IoT应用在 内部产品制造和分销上,以及产品与外部患者进行交互上。
首先,利用物联网技术追踪整个供应链中的产品,从制造到分销再到医院。对于强生来说,获取实时信息有助于其更好地管理库存,预测产品需求,做出更准确的制造决策。
另外,通过对产品全生命周期的监控,明确知道产品在哪里,是否以正确的方式维护。此外,智能传感器引入的自动化监控流程可提供端到端的可视性,帮助分销商和医院提高运营效率和准确性。
其次,可以将传感器植入某些医疗产品中,如人造关节或隐形眼镜,以获取患者健康状况的实时数据。这不仅有利于在患者手术后监测其健康和康复情况,而且还有助于从患者端得到反馈,帮助将来的产品开发。
人工智能:在数字化时代,强生运用人工智能,利用其专业知识不断创造突破性的药物和手术解决方案。
2018年,联影医疗一共发布了三款智能化医学影像设备和十大智能诊断应用。
三款智能影像设备分别是:智能天眼CT、智能光梭1.5T磁共振和智能数字PET-CT。以AI为全线影像设备赋能,实现智能数据获取和数据处理,用户只需轻轻一按,设备便能自动完成患者登记、摆位、调整参数等繁杂的扫描流程。通知借助智能算法,在保证超高图像质量的基础上,降低设备的硬件需求和扫描剂量。
在智能诊断板块,由于沈定刚、周翔两位知名专家的加入,使联影的医疗人工智能取得令人惊奇的进步。目前10款智能诊断应用均针对不同的医疗场景和当下亟需解决的医疗痛点,已经覆盖了肺癌、乳腺癌、肋骨骨折、骨关节炎、冠脉狭窄等多种疾病和病变,涉及的图像包括CT、PET-CT、MR、DR等。
最令业界关注的是其自主研发的跨产品线、开放额度人工智能平台——uAI。联影希望用这个平台为影像与放射设备、uCloud联影智慧医疗云赋能,助力医生高效、精准诊疗。
据透露,联影智能现已与包括复旦大学附属中山医院、复旦大学附属华山医院等15家科研院所共同展开16项科研合作项目,课题涉及肝细胞癌、脑胶质瘤、帕金森病、脑卒中和骨肿瘤等多项疾病,共同探索人工智能与医疗的无限可能。
在过去几年里,联影经过自主研发和自主制造高端医疗设备,打破了国外长达几十年的垄断。业内人士分析称,随着中国逐步迈向老龄化社会,且影像设备普遍存在超量使用情况,预计医疗影像行业将维持较高增速。
除了联影,国产医疗器械的头部企业,如迈瑞、新华医疗、理邦、东软等都在布局医疗数字化。迈瑞一直致力于打造为一家全球化的医疗设备航母,其产品线涵盖生命信息监护、临床检验及试剂、数字医学超声成像、临床系统四大领域,在全球范围内的销售扩展至190多个国家和地区。
早在2009年,迈瑞就推出了数字化手术室/ICU设备整合解决方案。2018年,迈瑞携专业手术灯/床/吊塔等系列新品及数字化手术室/ICU设备整体解决方案出席CMEF春季展,发布了新产品——智能高端妇产超声女娲Resona 8。
伴随着越来越多器械厂商入局数字医疗,医疗器械数字化转型已经是势不可挡了。未来,数字医疗将会给医疗器械行业,乃至整个医疗产业带来重大影响。
新华医疗的代表认为,未来医疗器械从研发到生产、制造,将会融入更多的计算机技术与信息技术,传统单一、与信息化无法结合的医疗设备也会被逐渐淘汰出市场。
GE医疗集团大中华区首席市场营销官戴鹰提到,到2020年,大概有500亿个机器将联网,一切都被放大到工业水平。更大的机器、更大的生意、更大的问题以及更大的机会。到2030年,通过提高生产力,其将拉动全球GDP达到 15万亿美元。
联影董事长兼首CEO薛敏也表示:“对于医疗器械行业来说,数字化医疗带来的最大改变便是医疗设备的数字化与网络化。就像基于互联网和大数据的智能手机改变了人们的交流、移动、购物方式一样,数字化医疗将带来就医模式的巨大变革和产业价值链体系的重塑。”
医疗器械产业在数字化转型的过程中也会面临诸多挑战,比如安全性的问题、用户体验、投资回报等问题。GE全球高级副总裁、GE中国总裁兼首席执行官段小缨表示:“数字化推进过程中,最大挑战不在技术手段,而是商业模式和传统使用方式、观念的改变。”
对于传统使用方式和观念改变,就好比人们从来没有用过手机,第一次要用手机肯定有一个习惯改变。“同样工业领域当中,有很多是流程再造,这会推动很多使用习惯新的改变。推广数字化过程当中,不是把数字化解决方案放下去就能形成的,需要对流程本身做一个再造。”
但是,尽管挑战重重,我们对于医疗的数字化仍持以乐观的态度,我们相信医疗行业会变得越来越好。