HeartFlow:用人工智能对抗心脏病
年纪越大,越能理解老年人为什么花那么多时间谈论自己的健康问题。通常从大约40岁开始,你会意识到已经到了应该定期体检的年龄。你做了血液检查,医生说你的胆固醇水平偏高。
于是你开始尝试“地中海饮食”,买了新的跑步手表,但几周后又回到了老习惯,最后只好走上美国人解决一切问题的老路——吃药。然而,心血管疾病可不是闹着玩的。它是头号死因,每三例死亡中就有一例与之相关,这一数字是第二大死因——癌症——所致死亡人数的两倍多。
医疗保健支出中,大约每六美元就有一美元用于心脏病。考虑到问题的规模,人工智能算法不断涌现,帮助我们挽救生命,也就不足为奇了。
HeartFlow成立于2007年,估值为13亿美元。不过,公司的历史其实可以追溯到1995年,当时首次完成了基于图像的冠状动脉血流模拟。融资资金被用于打造“基于人工智能的云端企业套件”,以协助心血管疾病的风险评估、诊断、规划和治疗。
公司官网写道:“HeartFlow是一家医疗科技公司,彻底改变了精准心脏护理领域。全球没有其他公司像我们这样工作——以全新的方式将数十年的人类智慧与前沿技术相结合。我们致力于革新缺血性心脏病的诊断与治疗,并通过不断创新、拓展边界、建立卓越的合作关系持续前进。”
有创与无创检测
任何称职的医生在常规体检中都可能发现心脏病的早期风险信号,例如胆固醇偏高、家族中有心力衰竭病史。风险达到一定程度时,可能需要进一步进行无创检测。仅在美国,每年就进行1000万次此类检测。
与精准医疗的未来愿景相比,如今的风险评估方法充其量只能算是不成熟。这正是HeartFlow不止于改进现有方法的原因。公司既希望提高正确诊断心脏病的能力,也希望消除不必要的有创手术。
有创方法又称有创冠状动脉造影,需要将导线和导管从患者的手腕或腿部动脉插入,在X光透视下推进至心脏。通过导管注入X光造影剂,再拍摄冠状动脉影像。这一过程成本高昂,且可能出现并发症,存在一定问题。于是HeartFlow应运而生。
HeartFlow分析
这是一个云端软件平台,基于无创影像数据分析,利用深度学习为每位患者构建精确的三维冠状动脉计算机模型,具有个性化特点。
计算机断层扫描血管造影(CTA)是一种医学检查,将计算机断层扫描与特殊造影剂注射相结合,以获取身体某部位血管和组织的影像。造影剂通过手部的静脉输液管注入,使所检查的血管和组织显影。
CTA作为单独检查的主要局限在于,它无法判断中度狭窄(动脉狭窄30%至90%)的临床意义。此外还存在另一个问题:20%至30%的结果为假阴性(有时心脏病患者在CTA检查中未被发现)。HeartFlow可以同时解决这两个问题。
完成CTA检查后,现有影像会被传入HeartFlow的算法中,利用计算流体动力学对基于三维动脉模型的血流进行模拟。HeartFlow的算法已在数以万计的CTA检查中完成训练,其中包括超过1500万张心脏计算机断层扫描图像。
最终结果是,这些信息在超过60%的病例中改变了患者的治疗方案,并在超过60%的病例中安全地避免了有创检查。借助HeartFlow,无创检测可以取代有创检测,同时取得更好的结果。
截至2021年6月30日,已有超过10万名患者接受了心脏血流分析。公司文档中展示了大量研究结果,表明其平台优于现有方法。该技术性能出色——与其他检测相比,借助它发现心脏疾病的概率提高了一倍。