36氪 - 科技频道 13小时前
不插管、不麻醉、零痛苦,达摩院AI靠一张CT让早期胃癌现形
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一项由浙江省肿瘤医院与阿里巴巴达摩院联合研发的胃癌筛查AI模型GRAPE,利用腹部平扫CT影像即可实现对胃癌,特别是早期胃癌的筛查。文章深入剖析了中国胃癌的严峻形势、传统筛查方法的局限性,以及GRAPE模型的技术优势和商业化前景。GRAPE有望成为高效的“过滤器”,助力解决胃癌早诊难题,改善患者生存率。

🤔 胃癌筛查的困境:中国胃癌发病率和死亡率高,早期诊断率低,导致五年生存率远低于日韩等国,早期筛查是关键。

💡 传统筛查的挑战:胃镜筛查面临侵入性、资源依赖和效率低下的问题,而其他非侵入性方法效果有限,市场急需更有效的风险分层工具。

🚀 GRAPE模型的突破:基于平扫CT影像,利用深度学习技术,实现对胃癌的精准筛查,并提供可解释的分割图像,增强临床采纳的信任度。

📈 临床验证的优势:GRAPE模型在多中心、大规模数据验证中表现优异,尤其在早期胃癌检出方面具有显著优势,能够显著提高患者生存率。

💰 商业化前景展望:文章探讨了GRAPE模型的多种商业化路径,包括与体检机构合作、医院自费模式、授权给设备厂商以及探索价值医疗模式。

2025年6月24日,国际顶级医学期刊《自然·医学》(Nature Medicine)刊发的一篇论文,在中国乃至全球的医疗AI领域投下了一枚重磅炸弹。

由浙江省肿瘤医院与阿里巴巴达摩院联合团队研发的胃癌筛查AI模型GRAPE,宣告仅通过最常规的腹部平扫CT影像,实现对胃癌,特别是早期胃癌的规模化筛查。

在胃癌发病率、死亡率双高,而早期诊断率严重不足的中国,这一成果直指一个规模巨大、却始终未能有效解决的公共卫生痛点。

继胰腺癌筛查模型PANDA之后,达摩院的“平扫CT+AI”多癌筛查战略再下一城,其背后的商业逻辑、市场格局与未来想象空间,值得进行一次彻底的审视与剖析。

01 一道无解的方程:中国的胃癌困局

胃癌,是中国的一场“沉默的流行病”。根据国家癌症中心的数据,中国每年新增胃癌患者约35.87万,死亡人数高达26.04万,占全球总数的近40%。与此相伴的,是“两高一低”的严峻现实:发病率高、死亡率高,以及仅为35.9%的五年生存率。

这道生存率鸿沟,在与邻国日本(60.3%)和韩国(68.9%)的对比中显得尤为刺眼。值得注意的是,这一差距并非源于手术技术或创新药物的代差,其根本原因在于后者自上世纪80、90年代起便推行了全国性的胃镜筛查计划。这些计划将韩国等国的胃癌早诊率(确诊时仍属早期的比例)提升至60-70%的水平;而在中国,超过70%的患者在确诊时已是进展期,错失了最佳治疗窗口。

医学界的共识和数据早已证明,早期发现是逆转胃癌高死亡率的唯一关键。早期胃癌(EGC)经过治疗后的五年生存率高达95-99%,几乎等同于治愈;而晚期患者则不足30%。

因此,GRAPE模型所要解决的,并非一个未知的科学难题,而是一个已被充分验证、但始终无法在中国大规模有效实施的巨大市场缺口。

胃镜的瓶颈与替代方案的集体失效

既然胃镜是金标准,为何在中国难以普及?答案在于其固有的三大瓶颈:侵入性、资源依赖和低效率。

首先,胃镜作为一种侵入性检查,会给患者带来不适与痛苦,导致民众接受度与依从性极低。官方数据显示,中国每年完成的消化道内镜检查不足4000万例,大量人群终身未接受过胃镜检查 。在一些针对性的筛查项目中,依从率甚至低至18-48%。

其次,胃镜检查高度依赖操作医师的经验和麻醉科医生的配合,优质医疗资源分布不均,难以支撑全国范围的普筛。

最后,也是最致命的一点,是其效率低下。传统胃镜筛查的胃癌检出率仅为1.16%至1.20%,这意味着平均需要进行约100次胃镜检查才能发现1例胃癌。这种“大海捞针”式的模式,对于拥有14亿人口的中国而言,无论在经济成本还是医疗资源上,都是难以承受的。

因此,《中国早期胃癌筛查流程专家共识(2022版)》等权威指南明确指出,当前最可行的策略是:先通过非侵入性方法筛选出高风险人群,再对这部分人群进行靶向性胃镜精查。这一策略的核心,在于找到一个精准的“过滤器”。

然而,现有的“过滤器”们表现均不尽如人意。以血清学检测(如胃蛋白酶原PG、胃泌素G-17、幽门螺杆菌Hp抗体等)为代表的传统方法,被证明对检出率的提升极为有限,仅能将检出率从1.20%微升至1.25%。而近年来备受关注的液体活检技术,尽管前景广阔,但目前仍面临成本高昂、灵敏度有待提升等商业化初期的难题。

这就形成了一个清晰的市场真空:市场迫切需要一种全新的、非侵入性的、低成本且高精度的风险分层工具。GRAPE的价值定位,并非要取代胃镜,而是要成为那个高效的“过滤器”,确保每一台宝贵的胃镜检查都能用在“刀刃”上,从而在宏观层面解决整个筛查体系的效率难题。

02 GRAPE蓝图:医疗AI的新范式

GRAPE模型的诞生,本身就是对行业固有认知的一次颠覆。长期以来,医学界普遍认为平扫CT(NCCT)因其对胃、肠等空腔脏器的成像对比度低,且易受气体、蠕动等因素干扰,无法用于胃癌筛查。

达摩院与浙江省肿瘤医院的联合团队,通过构建全球最大规模的胃癌平扫CT影像数据集,并利用深度学习技术,从这些在人眼看来信息量极低的影像中,挖掘出了早期病变的微妙特征。

这一成果建立在达摩院“平扫CT+AI”技术路线的长期积累之上。其早前发布的胰腺癌筛查模型PANDA,同样基于平扫CT,也登上了《自然·医学》,并获得了FDA的“突破性医疗器械”认定,这为GRAPE的技术可靠性提供了强有力的背书。

技术架构:兼顾性能与可解释性

GRAPE模型采用了一个高效且巧妙的两阶段深度学习框架,其核心基于在医学影像分割领域被广泛验证的nnU-Net架构。

模型首先利用一个分割网络,在整个三维CT扫描中精准定位并“框”出胃部区域。

随后,一个包含分类和分割双重任务的网络,对分离出的胃部区域进行精细分析。它不仅能输出一个将患者分为胃癌(GC)或非胃癌(NGC)的风险评分,还能同时生成一个像素级的分割掩码,在图像上直接标示出可疑的肿瘤区域。

这种架构设计是其未来临床推广的关键优势之一。它并非一个提供“是”或“否”答案的“黑箱”,其输出的分割图像(即可解释性)为放射科医生提供了直观的视觉证据。医生可以据此验证AI的判断,这极大地增强了临床采纳的信任度,有效解决了许多医疗AI工具因“不可解释”而难以被医生接受的核心痛点。

临床数据深度解读:关键在于早期发现

GRAPE的性能表现经过了极为严苛的多中心、大规模数据验证。模型在包含20个中心、近10万人的数据上进行了开发与验证。

曲线下面积(AUC)高达0.970,敏感性为85.1%,特异性为96.8%。

表现依然稳健,AUC为0.927,敏感性81.7%,特异性90.5%。

在与13名放射科医生的“人机大战”中,GRAPE(AUC 0.92)的表现全面超越了所有人类专家(AUC范围0.76-0.85),平均灵敏度提升21.8%,特异性提升14.0%。

然而,对于一个筛查工具而言,最有价值的指标并非其平均性能,而是其对早期癌症的检出能力。论文数据显示,GRAPE对早期胃癌(EGC, T1/T2期)的检出敏感性约为50%,而对进展期(T3/T4期)则超过90% 。

筛查的全部意义就在于“早”,能将晚期胃癌的发现窗口提前至早期,这正是GRAPE的颠覆性价值。

03 “一扫多查”的雄心

达摩院的雄心不止于胃癌。其公开宣称的“一扫多查”战略,是以一次平扫CT检查为入口,通过AI平台同时对胰腺癌(PANDA)、胃癌(GRAPE)、肝癌、结直肠癌、食管癌乃至骨质疏松等多种疾病进行筛查。此前,达摩院已实现在胰腺癌上的突破。

当前,医疗AI市场高度碎片化,充斥着大量只能解决单一问题的“点解决方案”。对于医院而言,采购、集成、管理数十个来自不同供应商的AI工具,是一场IT和工作流程的噩梦。

如果达摩院的“一扫多查”,能够在多种肿瘤或其他疾病中显示积极作用,对医院来说,它就只需一次性集成该平台,即可获得一个不断扩充的、覆盖多个病种的AI能力库。

04 如何商业化?

商业化的核心是支付。对于GRAPE这类“软件即医疗器械”(SaMD),其报销路径在中国尚不清晰。

因此,对于类似GRAPE的软件即医疗器械类产品商业化可能需要多条腿走路:

    B2B模式(体检机构):

这是目前最清晰、最可行的主渠道。向美年健康这样的大型连锁体检机构销售“一扫多查”AI服务包,由体检机构作为增值服务向其企业和个人客户推广。

    B2B2C模式(医院自费):

医院在进行常规CT检查时,向患者提供一个可选的、自费的“AI癌症风险评估”附加项。考虑到中国平扫CT的价格相对低廉(约300-500元),增加一项数百元的AI分析费用,对于关注健康的中产阶层具有吸引力。

    OEM/授权模式(设备厂商):

将GRAPE算法授权给影像设备巨头,作为其高端CT机型的一大卖点。这是一种轻资产、高杠杆的渠道扩张模式。

    价值医疗模式(未来探索):

从卫生经济学的角度,向支付方(包括商业保险和未来的医保政策制定者)证明,投入AI筛查的成本,远低于其所能节省的晚期癌症治疗费用。这需要长期的、大规模的前瞻性队列研究数据支撑,是终极目标,但道阻且长。

不过积极来看,GRAPE有望在未来大幅改善中国胃癌的检出率,提高中国患者生存率,让我们一起期待其大规模的前瞻性验证。

本文来自微信公众号“硬AI”,作者:硬ai,36氪经授权发布。

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