腦科學(xué)這個商業(yè)前景被嚴(yán)重低估的領(lǐng)域,AI如何助力其產(chǎn)業(yè)化
用藥監(jiān)測與預(yù)警成為AI+癲癇第二賽道
AI能夠以其高效處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的特點緩解癲癇初次診療的供需難題。讓更多患者可以獲得藥物診療,但隨之而來的是確診后的神經(jīng)藥物常規(guī)治療的耐藥性困局。
臨床困局1:耐藥性困局
在癲癇的治療中,各類癲癇藥物治療是主流治療方式。癲癇病患在服藥控制期間,需要不定期及定期接受常規(guī)腦電監(jiān)測,以跟蹤評估治療效果及耐藥性。
對全球5500萬活躍性癲癇病患而言,長周期、持續(xù)的癲癇用藥,會產(chǎn)生對特定癲癇藥物產(chǎn)生耐藥性。根據(jù)臨床廣泛統(tǒng)計與研究,臨床上約30%的癲癇患者應(yīng)用抗癲癇藥物治療后并不能完全控制癲癇的發(fā)作進(jìn)展,其治療難度較大,且癥狀持續(xù)時間相對較長,經(jīng)影像學(xué)檢查可見海馬硬化等腦部病變,該部分耐藥病患多數(shù)會成為難治性癲癇群體(難治性癲癇一般指,施用兩種及以上抗癲癇類藥物仍無法有效控制癲癇發(fā)作)。
臨床困局2:癲癇看護(hù)與發(fā)作預(yù)測困局
大量癲癇病患的存在,給國家、社會、家庭,個體均帶來了巨大的負(fù)擔(dān),特別是癲癇病患本身,因發(fā)作的突發(fā)和隨機(jī)性,承受著巨大的心理壓力,不少癲癇病患也因此喪失獨立生活能力,部分癲癇病患融入社會的迫切心理,也讓許多癲癇病患主觀上隱匿患病史,更是給社會及家庭帶來無限隱患。
產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方:
全球主要生物醫(yī)藥企業(yè),長期投入巨資研發(fā)期望形成可更替的,持續(xù)有效的新型癲癇藥物。在藥物研發(fā)領(lǐng)域,也出現(xiàn)了基因療法,以及借助新的手段(如基因檢測)判斷癲癇原發(fā)類型,更加定向精準(zhǔn)地解決和控制癲癇發(fā)作問題。
2019年2月,初創(chuàng)公司Arvelle Therapeutics獲1.8億美元A輪融資,推進(jìn)抗癲癇基因治療療法的開發(fā)。
針對癲癇耐藥性問題,除了開發(fā)新藥、新療法等治本解決方案,實現(xiàn)更好的癲癇看護(hù)和發(fā)作預(yù)測也是一種緩解問題的方式。
如何解決如此龐大癲癇群體有效看護(hù)和發(fā)作預(yù)測,避免癲癇個體置身危險境地,是全球科學(xué)界、醫(yī)學(xué)界以及產(chǎn)業(yè)界努力希望解決的難題。
癲癇發(fā)作預(yù)警可以實現(xiàn)監(jiān)測患者用藥情況;識別癲癇發(fā)作模式的變化;量化癲癇發(fā)作數(shù)據(jù)。伴隨EEG腦電監(jiān)測設(shè)備的小型化和可穿戴化,能為癲癇發(fā)作提供哪怕30秒至1分鐘的預(yù)警周期,也能幫助病患減少環(huán)境風(fēng)險敞口。
此外,癲癇病患長周期有效監(jiān)測,也能積累對該群體的健康評價指數(shù),對部分輕癥群體,原有保險無法覆蓋的人群,也將借助該邏輯得到保險覆蓋的擴(kuò)展。目前處于病患看護(hù)與癲癇預(yù)警領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)項目包括:
相關(guān)產(chǎn)業(yè)與腦科學(xué)關(guān)聯(lián)度:★★★☆☆
從切入腦科學(xué)研究的角度來看,癲癇的家中看護(hù)和預(yù)測發(fā)作用于腦科學(xué)研究還尚不成熟。
主要原因也是受制于腦功能神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)Πd癇發(fā)作底層研究,仍未獲得顯著性突破,包括可穿戴設(shè)備的小型化與腦電監(jiān)測算法無法兼顧,以及沿用原有EEG腦電需要對AI算法有效性有嚴(yán)格的驗證,有賴于更多特征樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行算法喂養(yǎng)。
尚未成熟的根本原因還在在于,我們尚未獲得基于人腦的更為精細(xì)的“全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜”,還沒有解開EEG腦電特征與功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、癲癇發(fā)作之間的底層機(jī)制。只有在此之后,才能借助5G等高帶寬、低延時的數(shù)據(jù)傳輸手段,利用更加強(qiáng)大的EEG腦電云平臺的算力,實時完成癲癇病患端的快速監(jiān)測與預(yù)判輸出。
因該領(lǐng)域主要場景針對泛醫(yī)療以及家庭,關(guān)鍵數(shù)據(jù)的獲取仍停留在病例病史上、人工干預(yù)診斷以及常規(guī)EEG腦電分析等運營類數(shù)據(jù)和淺層醫(yī)療數(shù)據(jù),尚未涉足有利于腦科學(xué)重大突破的關(guān)鍵核心數(shù)據(jù)。
難治性癲癇,AI逐步縮小腦電未知
如果說在AI在此前兩個環(huán)節(jié)的介入,擴(kuò)大了癲癇患者獲得精準(zhǔn)診療的機(jī)會,擴(kuò)大了癲癇患者的供給。那么對于難治性癲癇,AI的介入則是提升醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)生處理和應(yīng)對巨大需求的能力。
臨床困局1:藥物常規(guī)治療手段的失效
根據(jù)全球領(lǐng)域?qū)﹄y治性癲癇的簡易定義,難治性癲癇(Intractableepilepsy)又稱頑固性癲癇,指應(yīng)用兩種及兩種以上適當(dāng)?shù)囊痪抗癲癇藥物正規(guī)治療且藥物的血濃度在有效范圍內(nèi),仍無法有效控制癲癇發(fā)作且影響日常生活。
該部分難治性癲癇病患群體不少因長期服藥,伴隨大腦核心功能區(qū)累進(jìn)與不可逆的器質(zhì)性病變,導(dǎo)致部分癲癇病患逐步發(fā)展形成顱內(nèi)單處或多處,大腦單側(cè)甚至雙側(cè)多局灶致癇區(qū),使用兩種及以上常規(guī)抗癲癇類藥物已無法有效干預(yù)與控制致癇區(qū)異常腦電激發(fā)。
目前從全球范圍來看,難治性癲癇占活躍性癲癇總?cè)藬?shù)的比例接近30%,在中國有近300萬癲癇病患屬于難治性癲癇范疇。同時每年新增新發(fā)確定約40萬癲癇病患,這其中約有10萬屬于難治性癲癇類型。
與通過藥物可有效控制癲癇發(fā)作的一般性癲癇而言,難治性癲癇對家庭、社會的危害更為巨大。如2019年深圳發(fā)生的5·16特大交通事故造成3死18傷慘痛悲劇,正是由服藥期癲癇發(fā)作,難治性癲癇給包括該名癲癇病患在內(nèi)四個家庭帶來無法彌補(bǔ)的傷害。如何有效緩解癲癇發(fā)作,降低發(fā)作頻次,成為眾多臨床手段關(guān)注的核心目標(biāo)。
解決大量難治性癲癇病患診斷與治療,成為擺在腦科學(xué)與臨床界的一道必須攻破的難題。
臨床困局2:難治性癲癇治療手段有限
從難治性癲癇診斷與治療方式來看,神經(jīng)外科手術(shù)介入是目前推動的重點方向。
神外手術(shù)從解決難治性癲癇的根源出發(fā),神經(jīng)外科醫(yī)生在切除致癲區(qū)之前,需要通過植入腦內(nèi)電極,利用SEEG顱內(nèi)立體定向技術(shù)明確大腦中的致癲區(qū)。然后決定是進(jìn)一步采取包括手術(shù)切除、射頻消融與激光毀損等直接毀損致癇灶的剔除手段,還是選擇包括DBS、VNS、RNS等一系列神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在內(nèi)的,作用于對應(yīng)腦區(qū)主動干預(yù)癲癇致癇灶的異常放電的姑息性治療方式。
自2000年起, SEEG在北美難治性癲癇治療中推廣并廣泛應(yīng)用。最新統(tǒng)計表明,SEEG已經(jīng)成為最重要的顱內(nèi)監(jiān)測手段(占所有顱內(nèi)監(jiān)測的43.1%),作為該項技術(shù)發(fā)源國的法國,針對癲癇外科手術(shù)前置性手術(shù)的SEEG適用比例已經(jīng)高達(dá)60%以上。中國目前SEEG手術(shù)的實施比例占難治性癲癇外科手術(shù)的比例,也從之前不足5%快速提升至目前的25%左右,與SEEG技術(shù)已成熟的歐美國家相比,仍然蘊(yùn)含著巨大的增長空間。
作為全美最知名的梅奧醫(yī)學(xué)中心(Mayo Clinic),自引入癲癇外科手術(shù)以來,癲癇中心數(shù)量從原有的14個增加至目前的94個,其中成人中心從2003年的14個增至2012年的66個,兒童中心從2003年的3個增至2012年的28個。從數(shù)據(jù)可以看出,癲癇外科手術(shù)治療的有效性,極大的推動了癲癇中心的建設(shè)。
在中國,基于治療目的的癲癇外科手術(shù),也在過去5年得到飛速發(fā)展。根據(jù)中國抗癲癇協(xié)會一份數(shù)據(jù)表明,據(jù)不完全統(tǒng)計,全國癲癇外科手術(shù)量已從2015年4000臺左右,增長至2018年近20000臺,而作為實施癲癇外科手術(shù)至關(guān)重要的術(shù)前SEEG顱內(nèi)深部電極監(jiān)測技術(shù),自2013年前后由國內(nèi)著名神經(jīng)科學(xué)術(shù)帶頭人之一的劉興洲教授引入中國以來也廣泛普及開來,從2014年的不足百臺,迅速增長至2019年的近5000臺,其中能實施SEEG手術(shù)的癲癇中心從2014年的6家增長至2019年的近200家。
癲癇手術(shù)中最主要、也是最核心的臨床價值在于,能否準(zhǔn)確查找及有效明確癲癇致病灶,以及界定致癇灶與周圍正常功能腦區(qū)之間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,也只有這樣一個前提,才能最大限度借助外科手術(shù)方式“剔除”致癇區(qū)對周邊正常腦功能的影響。
這里借用臨床界某神外教授的比喻,“癲癇每一次的發(fā)作,就像在廣漠的草原里燃起熊熊烈火,致癇區(qū)就是起火點。最有效控制大火蔓延的方式,就是隔絕大火起源點與周邊草原的聯(lián)系!
產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方:
難治性癲癇作為一個艱深和高壁壘的領(lǐng)域,受到的產(chǎn)業(yè)關(guān)注并不少。目前,國內(nèi)已有眾多產(chǎn)業(yè)方切入癲癇功能神外領(lǐng)域。
在癲癇診斷和治療的產(chǎn)業(yè)鏈中,既包括了研發(fā)大型醫(yī)療設(shè)備的全球知名醫(yī)療集團(tuán),如尼高力、日本光電、GE、飛利浦。也包括研發(fā)手術(shù)機(jī)器人、AI輔助診斷等創(chuàng)新性的解決方案。
目前,國內(nèi)已有包括華科精準(zhǔn)、睿米、華志微創(chuàng)等國內(nèi)知名功能神外手術(shù)機(jī)器人完成布局。在手術(shù)高值耗材方面,有包括華科恒生、諾爾醫(yī)療、瑞神安在內(nèi)的醫(yī)療器械商,形成對ALICS,PMT,ADtech等海外進(jìn)口電極(三類高值耗材)的進(jìn)口替代。
據(jù)不完全統(tǒng)計,作為全球腦電圖機(jī)領(lǐng)域知名廠商的日本光電及美國尼高力,為滿足國內(nèi)大量三家醫(yī)院建設(shè)癲癇外科中心的需求,過去兩年在中國市場新投放的高導(dǎo)聯(lián)腦電圖機(jī)數(shù)量累計超過300臺以上,而購置這些專用于SEEG電極的128-256通道高導(dǎo)聯(lián)腦電圖機(jī),也視作癲癇外科手術(shù)能力指數(shù)增長的前置性指標(biāo)。
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