脑科学这个商业前景被严重低估的领域,AI如何助力其产业化?
目前,国内已有包括华科精准、睿米、华志微创等国内知名功能神外手术机器人完成布局。在手术高值耗材方面,有包括华科恒生、诺尔医疗、瑞神安在内的医疗器械商,形成对ALICS,PMT,ADtech等海外进口电极(三类高值耗材)的进口替代。
据不完全统计,作为全球脑电图机领域知名厂商的日本光电及美国尼高力,为满足国内大量三家医院建设癫痫外科中心的需求,过去两年在中国市场新投放的高导联脑电图机数量累计超过300台以上,而购置这些专用于SEEG电极的128-256通道高导联脑电图机,也视作癫痫外科手术能力指数增长的前置性指标。
此外,作为快速提升手术效率的神外机器人,在过去两年里也处于快速商业化的阶段。除国际知名品牌ROSA神外机器人以外,国内包括华科精准、睿米、华志微创等一批具有自主知识产权的神外机器人,也在过去两年里批量投放临床使用,据不完全统计,截至2019年底,以上神外手术机器人厂商,在国内累计投放设备数已超过150台。
以上大量新建癫痫中心的出现,SEEG等关键临床手段的普及推广,以及高导联脑电图机、神外手术机器人等关键设备的持续大规模投放,也侧面反映出不少具有敏锐商业嗅觉的全球VC及产业资本,正积极布局至具有5500万病患的癫痫产业,以满足飞速增长的癫痫诊疗需求。
癫痫诊断与治疗上下游全景图
在难治性癫痫治疗这个小众的领域,不同的切入方想要解决的问题并不同。手术机器人大大地提高了手术的精准度和效率;磁共振兼容的脑内电极让医生可以精准定位致癫区位置等等
但从解决临床核心痛点而言,关键点还是在于如何快速精准识别和分析SEEG深部脑电,以及多模态融合算法形成颅内3D影像与SEEG脑电耦合并输出精确癫痫致痫灶以及深刻理解癫痫异构网络模型。
以下这张诊断治疗周期图,也能体现难治性癫痫诊断环节的重要性:
基于SEEG手术方式的难治性癫痫诊断与治疗
从图中可以明确,SEEG手术术后的侦测周期是最为耗时的环节。同时,我们还可以预见,随着神外手术机器人、关键临床器械功能迭代(如SEEG电极3.0T磁共振兼容)、SEEG脑电图AI辅助决策等产品和技术的推广,难治性癫痫诊疗效率将从各个环节得到提升,未来国内SEEG手术数量将会快速扩增。
例如,我们注意到公开报道的诺尔医疗,除了布局术中高值耗材SEEG脑电极外,还向下游拓展,在AI辅助识别和分析SEEG脑电信号领域也有深入布局。
相关产业与脑科学关联度:★★★★★☆
从上面这张图我们相信,伴随5G、大数据、AI技术的广泛应用,在癫痫特别是难治性癫痫领域将有机会出现“黄金谷”,来自脑部深部的脑电信息或许能够成为探索和打开脑部研究的一把钥匙,帮助科学家更好地认知大脑。
近两年来,《Science》、《Natural》等核心知名期刊也出现多篇以SEEG深部脑电作为切入点,对脑部基础认知进行研究的成果。
我们或许可以这样认为SEEG脑电极作为“宇宙深空探测器”负责记录大量深脑信息,再由有经验的宇宙物理学家们(神外科学家们)去解读大脑其中的奥秘。
在与脑科学领域内一些专家交流过程中,我们关注到,难治性癫痫在诊断与治疗过程中,利用SEEG深脑电极,能获得大规模稀缺的深部脑电数据,近年来,全球众多顶级科研机构开始借助这些珍贵信息,形成对大脑的更为全局的认知,我们尝试以中国脑计划“一体两翼”的视角,用下面这张图展示SEEG深部脑电对认知脑、保护脑以及创造脑所起到的重要作用:
从这张图我们能更加全景的理解到,通过癫痫诊断过程,特别是SEEG手术逻辑的介入,利用fMRI、PET、CT等影像设备,形成对大脑3D影像,借助SEEG电极所获得并记录下的特定区域神经元簇群所释放的深部脑电(如pHFO高频小波),形成对于大脑功能区域脑网络的拓扑结构认知,即利用时域、频域与空间分布之间的信息耦合,而这一过程恰恰可以用于脑功能网络图谱的绘制。
而要实现绘制蒲慕明院士所描述的“全脑功能图谱”这一重要目标,正是借助于癫痫发作过程中,遍布于大脑多大200多个SEEG电极极点(IOT),记录癫痫激发态下的脑电传播效应,并最终获得大量珍贵认知数据。
动脉网也将持续关注脑科学领域的进展,追踪脑科学领域突破,作为打开人脑黑盒的一把钥匙,SEEG手术在国内开展情况如何,深脑数据如何能带来癫痫领域跨时代的变化,动脉网将持续关注报道。随着深度学习、人工智能和带来了新的数据搜集和处理工具,我们希望SEEG深脑数据能够推动癫痫领域诊疗技术前进和进一步探索脑电世界,或许神经科学领域取得实质性突破就在不远的未来。
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