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中科睿医范向民:构建定量化诊疗体系,用智能人机交互技术打造医院神经科室的「新基建」
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2022.07.20 甘肃

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全球老龄化社会加剧,随之而来的老化疾病问题越发严重,包括脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病等在内的各种老化疾病发病率逐年攀升,影响人类健康。就现阶段而言,针对这类疾病尚无较好的治疗方案,早筛是目前应对这类疾病的一种有效手段。

作为一家专注于老龄化与神经系统疾病筛查诊断的医疗企业,中科睿医近期完成了数千万元 Pre-A 轮融资。据悉,此轮融资由蓝驰创投领投,智源创投、宁波有定、常见投资跟投。此前中科睿医曾完成由联想创投、真格基金共同领投,常见投资跟投的天使轮融资。

“虽然公司成立于 2020 年,但我们的研究项目从 2011 年就已经在中科院软件所与北京协和医院开始启动了,项目面向医院神经科的痛点问题,为医院提供神经系统疾病筛、诊、治、研全场景解决方案。中科睿医CEO 范向民告诉生辉。

图|中科睿医 CEO 范向民(来源:受访者)

从山东大学计算机专业本科毕业之后,范向民进入美国匹兹堡大学攻读博士学位,研究方向为人机交互领域。2017 年,他回国并进入中国科学院软件研究所担任研究员。2020 年,随着中科睿医的成立,他的身份也从研究员转变为公司 CEO,目前他还是国际计算机学会人机交互专业委员会(ACM SIGCHI)中国分会主席。

据介绍,中科睿医的系列产品已进入超过 100 家头部医院,公司医疗器械注册工作也在推进中,预计 2023 年第二季度前将陆续获得 5 项医疗器械注册证。“通过这次融资,公司的团队规模翻了数倍,并且技术和产品的研发速度、临床的验证进程,以及市场推广进度等各个方面都得到了很大地提升。”范向民补充道,“A 轮融资已经启动,预计近期就能够完成。”

图|中科睿医(来源:公司官网)

下沉基层医院,实现从“主观问诊”迈向“定量评测”

在医院的神经科室,对于脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病等的就诊患者首先要进行“神经查体”,即神经功能检查,主要包含两个方面,运动认知

“就现阶段而言,很多医院神经科对于这两方面的检查其实还停留在一种较为原始的状态,主要通过医生的问诊,肉眼观察,以及结合自身主观经验进行判断。”范向民指出,“与此同时,神经功能检查过程开始逐渐向定量化的方向发展,比如采用'量表’的方式,然而,目前所使用量表的敏感度和一致性等也存在一些问题,如敏感性不高、没有统一标准等。”他补充说。

据介绍,中科院软件所与协和医院最初的合作,就是利用人机交互技术把神经查体或医生问诊的过程进行定量化和标准化。“比如,通过人机交互系统对人体的三维动作进行捕捉记录,让患者在执行运动测试过程中,对其姿态、行为用定量化的参数指标进行定量描述。”范向民说道。

近十余年来,范向民一直专注于人机交互领域的研究工作。“所谓人机交互,其实是计算机和用户打交道的一个接口。人可以通过键盘鼠标以及触控、语音、表情、体感等传达信息给计算机,那么计算机如何感知、捕捉和分析人的一些行为动作,这是我博士期间研究的一个重点课题。”他说。

据介绍,现阶段中科睿医正在开发新一代对于运动、认知等核心脑功能进行定量评价和描述的体系。“我们并不希望把它仅仅作为科研工具,而是希望这套新的体系和标准化方法能够作为一种基础设施,应用到更多的地市级医院,乃至县区级医院,话句话说,我们希望能够下沉到基层医院中,打造成医院神经科室的'新基建’。范向民指出。

以帕金森病为例,现阶段大都用“量表”的方式来评价该病的运动症状。“我们开发的技术方案能够直接对标原有量表方法,它的优势体现在两个方面,高效高一致性,其完整测试项目减少了三分之二以上,并且内部一致性相较于量表有大幅提升。”范向民介绍道。

“目前,我们还开发出基于眼动分析的脑功能评价技术。之所以要开发这项技术,是由于眼球运动与大脑脑区关联的机制已经研究的非常明确了,眼球运动与大脑结构、神经通路等都有明确的关系,而且也与认知功能、前庭功能有很好的神经学基础。”范向民介绍说,“用眼动捕捉技术来进行认知功能和前庭功能的检查,以及来做更高级的心理活动比如情绪识别等,也是我们研究的一大方向,即把人机交互技术和神经科学,尤其是神经查体问诊过程中的痛点结合了起来。

在他看来,产品开发的关键在于如何解决特定场景存在的痛点问题。“所以,每个产品都需要在特定场景中能真正地解决问题、能对现有的方法带来提升,而想要实现这个目标,则需要在临床上进行一系列的验证和探索,所以,我们现在的主要精力也聚焦于此,即在整个临床的各个相关的场景中进行探索验证。”他补充说。

据了解,目前中科睿医围绕神经功能定量测评与脑功能干预重建已经形成了 4 条产品线,分别为运动功能定量评价系统(ReadyGo™),智能眼动分析评价系统(EyeKnow™),虚拟现实神经功能康复训练系统(MetaRehab™),以及数字化认知功能测评系统(BrainFit™),涵盖了 10 余种面向特定需求和场景的细分管线。

图|中科睿医产品线(来源:公司官网)

以 ReadyGo™ 为例,这是一种利用高分辨率视觉与深度摄像头搭配 AI 深度学习算法的运动功能定量评价系统,可以针对步态测试、TUG 测试、平衡测试等十余项经典运动测试进行定量分析,能够计算百余项具有医学意义的运动学参数;再比如 EyeKnow™,其基于眼动追踪软硬件与 AI 精准记录和分析眼球运动的时空轨迹,为脑健康评估、认知功能评估、精神心理评估等应用场景提供客观定量的评价标志物。

“目前,这 4 条产品线都已经全面推进到临床了,作为各级医院神经科室的基础设施,这些产品和系统可以辅助医生更加客观地筛查、评估、诊断以及治疗神经系统疾病患者。”范向民表示。

从“院内”向“院外”拓展,推广新一代诊疗体系

对于公司未来的发展规划,范向民表示,“中科睿医短期及中期的布局主要围绕'院内’,也就是在医院内部。我们希望打造一套医院神经科室的'新基建’,在'院内’完成从国家级医疗中心到基层医院和医疗机构的拓展推广。”范向民指出。

据介绍,医院的神经科室是中科睿医的第一个切入点。其实,医院里需要进行功能评估的科室不止神经科,其他诸如康复科、心内科、骨科、老年病科以及内分泌科等也都有这方面的需求。以内分泌科为例,糖尿病患者可能会存在认知问题,所以认知评测体系也完全可以应用于内分泌科。

“一方面,我们在院内自上而下地进行覆盖,另一方面,在院内各个科室之间进行横向拓展。最终,我们希望把这套评价体系在院内真正地扎下根去。”范向民说道,“与此同时,我们也在开展从院内向院外场景的一系列探索,比如,联合体检中心进行脑健康体检,与保险公司合作提供脑健康监测服务,与药企合作来进行药效评估等。”他补充说。

关于中科睿医的竞争力,范向民总结了以下几个方面:

第一,技术层面。“中科睿医的系列产品在转化前期在中国科学院软件研究所进行了多年的关键技术研发,作为国内第一家人机交互领域的省部级实验室,团队成员均拥有多年的技术积累。”范向民介绍说。

据介绍,传统认为运动捕捉早已是比较成熟的技术了,其实不然,看似简单的应用,在技术研发过程需要攻克很多难题,比如临床场景,如何在嘈杂环境中准确、连续地识别患者并解析各种行为等。

“对此,我们开发的是基于计算机视觉的运动捕捉技术路线,患者在诊断评测中无需穿戴任何设备,更加便于临床使用。”范向民指出,“此外,我们目前也在开发一些新型技术,包括触觉系统、柔性电极等,但现阶段这些技术都还没有落脚到现有的产品上,更多的是为未来产品服务的。”他补充说。

第二,数据层面。“开发新一代的评价体系和方法,背后离不开海量数据的支撑。”他表示。

据了解,去年中科睿医牵头包括北京协和医院、南京鼓楼医院、四川大学华西医院、中南大学湘雅医院等在内的13家大型医院,开展了“中国人群运动与认知功能定量参数正常值范围研究”多中心临床试验。

“这项工作实际上是为中国人群做一个'常模’,在这套针对脑功能评价和神经功能评价的定量指标上,不同的年龄和性别人群的正常值范围,一旦确定了该数值就相当于是树立了一个参照,为神经系统疾病辅助诊断和定量评测提供参数规范。目前这项试验已进入收尾阶段,预计将于今年年底前完成并公开发布正常值范围。”范向民介绍道。

据悉,中科睿医联合医院开展的这项临床研究在全国范围尚属首次,“人群运动与认知参数正常值范围”的确定,有望在未来让神经功能评价也具有像心电图、血常规等类似的定量/标准化手段。

“此外,我们从 2013 年开始还开展了队列研究,不仅包含人群的横向数据,也有时间轴上的纵向数据,比如过去 9 年间人群衰老的规律、疾病发生发展的规律等,这些数据其实是我们前期研究非常宝贵的资源。”他说道。

第三,临床方面,“我们目前合作最为深入的医院,包括北京协和医院、北京天坛医院等等,都属于国内神经科头部中心,我们作为创新医疗公司和医院进行联合开发试验,相当于是兼具有科研能力的科学家和有临床经验医生的合作,将进一步加速项目的研发和试验进程。”范向民表示。

(来源:Pixabay)

对于公司未来发展过程中可能会遇到的挑战,在范向民看来,“我觉得可能是共性挑战,也就是行业内大家都会面临的问题,即在医院中推行这些新创技术,广义上来说就是在现有的医疗体系中去推行新的规范和标准。

“我们开发的这套体系,与 C 端产品,尤其是互联网产品完全不是一个概念,其整个迭代的周期以及验证的过程都很长,而大众对其接受速度相对来说是比较慢的。”范向民说道。

基于此,中科睿医也推出一系列举措。“在推广定量运动评价、眼动评价的时候,我们随设备还有一系列赋能。”范向民介绍说,比如神经科运动功能和认知功能检查白皮书,是为基层机构提供的一套标准体系。“另外,我们还开展了一系列学术主题活动,比如'睿医思辩’,通过辩论会的方式让大家对这种新的评测方法有更深入的了解。”他说道。

“现阶段,我们通过各种各样的活动、白皮书、专家共识、临床试验等把这套理念和方法进行推广和宣传。我们推广的并非是单纯的设备,而是以设备为'抓手’,推广其背后的新一代的诊疗体系,而未来,占据主导的肯定是这种定量化的体系方法。”范向民指出。

政策利好,未来或建立国家级“脑健康中心”

“阿尔茨海默病、帕金森病都属于神经退行性疾病,这是一种衰老过程相关病症,采用干预方法让大脑机能回溯到之前正常水平,现阶段是不可能实现的。目前一种有效的方法就是'早发现’,并在筛查发现之后及时给予科学的干预措施。”范向民表示。

据介绍,业内近些年都在探索各种各样的筛查技术,比如从影像维度进行结构分析,比如从生物标记物维度,需要进行腰椎穿刺等。“然而,目前还没有哪种技术能完全可以称得上是'金标准’的筛查技术。范向民指出。

“相较于其他的早筛技术,我们是从人体的功能和行为角度进行切入。”他指出。以进入医院诊疗为例,医生首先接触到的信息是患者的表观和行为,并且患者在家庭环境中既没有影像系统也无法做腰椎穿刺等技术门槛较高的筛查操作。“但是,居家的一些设备,如可穿戴设备就完全可以捕捉很多行为的信号,我们的技术可以通过这些信号对患者进行定量和评估。”

对于“大脑神经系统功能评价和诊断”领域未来的市场规模,范向民表示非常乐观,“未来的市场规模一定是巨大的。从几年前欧盟、美国陆续启动'脑计划’,到今年中国第一批脑计划项目已经立项并开始推进,这意味着从国家、政策层面都是大力支持的,并且这也算得上是国内最大量级的科研项目。”他说道,“就像中国已经建立起各级'卒中中心’一样,'脑健康中心’很有可能会成为未来一段时间国家大力建设和扶持的项目。”范向民最后总结道。

参考资料:

1.https://www.cas-ruiyi.com/index.html

2.https://www.cas-ruiyi.com/pages/page-about.html




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