2017人工智能赋能医疗产业研究报告.pdf
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1、2017人工智能赋能医疗产业研究报告亿欧智库 reserved to Yiou intelligence,August 2017目录CONTENTS附录Appendix人工智能+医疗综述General Situation of AI+Medical Treatment Industry八大应用场景解析Analysis of the Eight Application Scenarios人工智能+医疗企业统计分析Statistical Analysis of the Enterprises研究项目回顾Research Recall1.2.3.4.6.人工智能+医疗发展趋势Trends of AI
2、+Medical Treatment Industry5.Research Recall研究项目回顾3Yiou intelligence项目研究背景Research BackgroundPart1.研究项目回顾4 进行此次研究,最初是源于亿欧智库对于人工智能对传统医疗产业带来的新变化的关注;更进一步,是对“人工智能+医疗”概念、发展环境与发展条件、应用场景、公司状况、未来发展机会与风险的关注;从各大媒体报道之中,我们能够真切感受到,人工智能正在与医疗、金融、安防、自动驾驶等各个行业进行着融合,备受资本市场的青睐和追捧,各种人工智能新产品正在逐步走入大众日常的生产生活之中,人工智能“浪潮”,已到
3、眼前;医疗,是目前人工智能各应用领域中发展相对较快的领域,大量医疗人工智能创业公司自2014年后集中涌现,不少传统医疗相关企业纷纷引入人工智能人才与技术。人工智能究竟为医疗产业带来了哪些积极的改变,又裹挟了哪些挑战和风险,值得创业者、投资人、医疗从业者,以及每一位关注医疗人工智能的朋友理性思考,客观对待。图片来源于“”Yiou intelligence5 目前我们可以非常清楚地看到,“人工智能+医疗”是近年来从事医疗领域的科技类公司最推崇的企业标签之一,其涉及的公司类型和产品类型极其丰富,正在改变着传统的医疗产业。亿欧智库希望通过此次综合、多维度的研究,深入理解“人工智能+医疗”的内涵与外沿,
4、透过“人工智能+医疗”各应用场景,了解医疗人工智能公司的产品形态与业务模式,通过数据观察目前公司整体发展状况,并对医疗人工智能的未来进行预测。具体内容包括:项目研究目的Research ObjectivesPart.1 研究项目回顾核心概念解读人工智能、医疗、赋能等核心概念宏观环境从人口结构、医疗资源等维度分析我国当前医疗产业宏观环境发展环境应用场景从政策、经济、社会、技术四个维度分析人工智能与医疗结合的发展条件从发展环境、公司现状、产品形态、业务模式、公司案例等维度对八大应用场景进行解析企业盘点企业宏观数据盘点和巨头布局状况分析发展趋势分析医疗人工智能的发展机会和潜在挑战Yiou intel
5、ligence6项目研究方法Research MethodologiesPart.1 研究项目回顾为了达到研究目的,整个研究主要通过两种方法来进行:首先,亿欧智库基于自身对人工智能与医疗产业的长期观察获得的知识,通过案头研究(Desk Research)的方式,对“人工智能+医疗”从内涵与外沿、发展历史、宏观环境、发展条件、企业现状等角度进行了梳理,总结出“人工智能+医疗”八大应用场景;另外,亿欧智库通过对业内从业者、行业专家、意见领袖进行访谈(Experts IDI),充分听取业内人士对行业的理解和认知,针对项目研究目的,获得更有深度、更有效、更具体、更有针对性的研究结果。DeskResea
6、rch整体理解阶段:对医疗人工智能相关信息进行了盘点梳理,了解了相关概念、发展历史、宏观环境、发展条件、企业现状等基本情况,总结出“人工智能+医疗”八大应用场景;抽取该领域相关的典型特征与代表企业;探求各个关切维度的变化范围,补充发展清晰的研究图谱。Experts IDI深入挖掘阶段:详细针对人工智能技术实现、应用场景划分标准与范围界定、市场整体环境与具体需求、企业业务模式与市场策略、下一步发展的机会与风险等细节问题,进行深入挖掘,听取来自行业第一线工作者和企业领导层对行业的见解和认知。Yiou intelligence7主要研究发现Key FindingsPart.1 研究项目回顾“人工智能
7、+医疗”是人工智能技术对于医疗产业的赋能现象。当前以机器学习与数据挖掘为两大技术核心的人工智能,向医疗产业赋能,使医疗相关的生产活动表现出降本增效的效果,并对医疗相关产业链整体产生影响;国内医疗产业宏观环境表现出医疗需求不断上升、医疗资源严重缺乏、卫生人员整体素质有待提升、卫生支出相对不足以及医疗资源浪费严重等特点,急需新技术的注入;而政策、资本、社会、技术等方面优越的发展条件,推动了“人工智能+医疗”的发展;AI+医疗应用场景虚拟助理医学影像辅助诊疗疾病风险预测药物挖掘健康管理医院管理辅助医学研究平台 总结我国目前“人工智能+医疗”领域的公司和产品,可分为包括虚拟助理、医学影像等八大应用场景
8、。疾病风险预测、医学影像场景下的公司数量最多,因计算机视觉与基因测序技术的发展,相关产品相对成熟;产品形态以软件为主,大多产品尚未成熟,算法模型处于训练优化阶段,尚且没有大规模应用的产品;公司主要以B端业务为主,针对的业务主体包括医院、体检中心、药店、药企、研究机构、保险公司、移动医疗等;业务模式大多基于(科研)对外合作,以引入技术、训练模型、获取数据与服务等;国内131家医疗人工智能公司集中于北京、上海和深圳,创业公司在2014和2015年集中出现,公司创始人以博士后与博士学历居多,大多具备生物医学专业背景,截止至2017年8月15日,国内医疗人工智能公司累积融资额已超过180亿,华大基因和
9、达闼科技的投资机构最多,红杉资本中国、真格基金、北极光创投、经纬中国和软银是中国资本市场最活跃的四家投资机构。国内在医疗人工智能布局的企业主要有阿里巴巴、腾讯、百度、科大讯飞、华大基因;海外主要有IBM、Google、苹果、微软、亚马逊等;医疗人工智能拥有广阔市场需求与多元业务方向,新创公司数量未来几年将不断增长,创业界与投资界看好未来市场;产品成熟前大规模市场推广风险大,创业公司需时间积累,不断优化产品;医疗人工智能存在技术风险、道德伦理风险与整体风险。General Situation of AI+Medical Treatment Industry人工智能+医疗综述8Yiou intel
10、ligence人工智能+医疗概念解读The Concept of AI+Medical Treatment IndustryPart2.人工智能+医疗综述9Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述人工智能+医疗概念解读“人工智能+医疗”定义:技术对传统行业子场景的赋能现象10 对“人工智能+医疗”内涵和外沿的界定,是本篇报告的认知基础;关于什么是“人工智能+医疗”,目前行业内仅有一个较模糊的概念,即人工智能对医疗领域的改造;亿欧智库研究认为,“人工智能+医疗”是人工智能技术对于医疗产业的赋能现象;我们不妨将该定义拆分为三个关键词分别进行理解:人工智能技术、医疗产业、赋能
11、。图片来源于“”Yiou intelligence“人工智能”定义:从行为与功能,到新学科与新科学11 界定“AI+医疗”的前提,是对“人工智能”有明确的认知;“人工智能”研究和发展至今,不论是学界,还是市场研究机构,对其概念都有着不同的界定;综合来看,大致可分为两类:A.从行为和功能的角度出发,定义人工智能机器的外在行为和能够实现的功能;B.将“人工智能”定义为一门新学科或新科学。艾伦 麦席森 图灵丨Alan M.Turing如果一台机器能够与人展开对话(通过电传设备),并且会被人误以为它也是人,那么这台机器就具有智能约翰 麦卡锡丨John McCarthy人工智能就是要让机器的行为看起来就
12、象是人所表现出的智能行为一样麦肯锡公司丨McKinsey&Company人工智能指机器表现出和人一样的智能的能力,例如在不使用包含了各种细节指导的手写编码程序的情况下能够接近问题赫伯特 西蒙丨Herbert A.Simon人工智能是对物理符号的操作,是认知心理学与计算机科学相结合的新学科约翰 尼尔森丨Nils John Nilsson人工智能是关于知识的学科怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的学科波士顿咨询公司(BCG)人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学行为与功能角度学科与科学角度Part2.人工智能+医疗综述人工智能+医疗概念解
13、读Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述人工智能+医疗概念解读人工智能技术图谱:基于机器学习与数据挖掘12 就目前技术发展而言,人工智能以机器学习、数据挖掘为两大技术核心,两者技术范畴上有所交叉。机器学习又包含对抗学习等诸多种类,其中倍受瞩目的就是深度学习。按照拓扑结构分类,深度学习可分为卷积神经网络、循环神经网络和全连接神经网络,并通过算法框架实现深度学习过程。在机器学习与数据挖掘的技术之上,实现了目前市场上最常见的三大技术应用,即计算机视觉、智能语音技术和自然语言处理。另外,人工智能技术的实现,还要依托硬件的支持(处理器/芯片、传感器元件等)以及云平台提供的存储与
14、计算服务(硬件和云平台更多的属于基础设施范畴,故此次研究未将此类供应商纳入研究讨论);此次报告判断一家公司或一款产品是否属于“人工智能”范畴,将主要采用技术手段作为标准。激光雷达传感器元件处理器/芯片云计算设备云平台(云存储与云计算)数据挖掘机器学习人工智能技术范畴硬件及数据平台交叉部分强化学习迁移学习深度学习算法框架深度学习卷积神经网络循环神经网络TensorFlowLasagneTheanoCaffeKerasTorchMXNetDMTKCNTKNeon技术应用计算机视觉智能语音技术自然语言处理全连接神经网络对抗学习Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述人工智能+
15、医疗概念解读医疗产业:“医疗”边界的不断扩展,极大丰富了医疗产业的参与者13“医疗”一词的传统内涵和范畴仅包含“疾病的治疗”,而今“医疗”的边界正在突破其传统含义,扩展到药品、保健、生物技术等医疗相关的各个领域;从行业角度看,目前行业内仍惯用“医药行业”一词。虽然2009年的“新医改”开始尝试用取消药品加成等政策手段逐步“医药分家”,但真正实现“医药分家”还有很长的路要走。本报告的研究对象则包含了医药行业下的各参与者;从产业角度看,医疗产业不仅包含医药行业中的医院、体检中心、制药企业等参与者,还包括了健康管理、生物技术等医疗相关领域的参与者;此外,医疗产业还涉及其他服务机构,例如保险公司、机器
16、学习服务提供商、硬件生成商等等。疾病的治疗(传统医疗的范畴)药品保健生物技术亿欧智库:“医疗”的边界不断扩展亿欧智库:“医疗产业”参与者Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述人工智能+医疗概念解读赋能:降本增效,对医疗相关产业链整体产生影响14 所谓“赋能”,字面意义上就是指为某个主体赋予某种能力和能量;人工智能对于各行业各领域的赋能,在生产环节表现为生产效率的提升和生产成本的降低;在赋能效果方面表现为传统行业的升级、新兴行业的出现,最终导致相关产业链的整体变化;人工智能在医疗领域的赋能与上述表现一致,各应用场景下的医疗人工智能公司所开发的产品及服务,不仅使传统医疗生
17、产活动成本降低、效果增强,而且为医疗相关产业链带来了新变化。机器学习服务提供商硬件/软件产品及药品研发机构医疗相关服务研发与供应商硬件产品及药品生产商硬件产品及药品生产资料供应商医疗数据服务供应商医院硬件产品及药品销售商患者及防疫等服务接受群体健康类产品消费群体体检中心保险公司(有健康类保险的公司)医疗机构终端消费者Yiou intelligence医疗产业宏观环境分析The Background of Medical Treatment IndustryPart2.人工智能+医疗综述15Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述医疗产业宏观环境分析中国人口老龄化趋势下,
18、疾病高发的老年人口数量日趋增多,医疗需求正在逐年增大168.9%9.1%9.4%14.9%15.5%16.1%16.7%60岁及以上人口比例1340911347351354041360721367821375621382711300001320001340001360001380001400002010201120122013201420152016亿欧智库:中国总人口变化与60岁及以上人口变化比例总人口来源:中国卫生和计划生育统计年鉴亿欧()目前医疗产业现状如何?回答这个问题,要从我国的人口结构谈起。我国总人口数量从2010年至2015年间,保持平均4.9%的自然增长率,人口亿接近14亿;其
19、中,60岁及以上人口占总人口比例逐年攀升,老年人口数量正在逐年膨胀。Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述医疗产业宏观环境分析我国医疗资源压力巨大,以慢性病为例,我国慢性病患病人数逐年上升,慢性病治疗需求不断膨胀17 我国医疗资源压力巨大。以慢性病为例,我国是慢性病大国,世界卫生组织2016年公布,我国确诊慢性病患者有近3亿人之多。根据中国卫生和计划生育统计年鉴的数据,我国2013年慢性病患病例数已接近4.5亿,比2003年增加了约230%;同时,根据国家卫生计生委疾控局2014年的数据,我国慢性病患病率正以每年8.7%的速率上升;2003-2013年间,我国各年龄段
20、的慢性病患病率持续上升,且65岁及以上老年人群的慢性病患病率最高。另外,国家卫计委2015年发布的中国疾病预防控制工作进展(2015年)报告指出,慢性病导致的死亡人数已占到全国总死亡的86.6%,而导致的疾病负担占总疾病负担的近70%;我国老龄化人口和慢性病患病人数的逐年上升,使得我国在慢性病治疗方面的需求不断膨胀;而慢性病只是众多疾病中的一种类型,可见医疗机构、医护从业者、药品器械等医疗资源的足量供给,是关系到国情民生的重要命题。15934209033336519526265474499901000020000300004000050000200320082013亿欧智库:我国慢性病患病人数
21、及患病例数患病人数患病例数2%6%12%22%36%54%2%5%12%26%42%65%1%4%12%24%39%54%00.10.20.30.40.50.60.715-24岁25-34岁35-44岁45-54岁55-64岁65岁及以上亿欧智库:2003/2008/2013年我国各年龄段慢性病患病率200320082013来源:中国卫生和计划生育统计年鉴亿欧()Yiou intelligencePart2.人工智能+医疗综述医疗产业宏观环境分析医疗卫生机构总量较大,但医院和床位供不应求,城乡资源配置不平衡18 2016年我国共有医疗卫生机构989,403个,其中以基层医疗卫生机构(包括社区卫
22、生服务中心(站)、乡镇卫生院、村卫生院、门诊部(所)为主,约占总体的94%;而医院(包括综合医院、中医医院、专科医院)仅28,261个,约占总体的2.9%;另外专业公共卫生机构(疾病预防控制中心、专科疾病防治院(所/站)、妇幼保健院(所/站)、卫生监督所(中心)约占3.1%;仅占医疗卫生机构约2.9%的医院,却供应全国约76%的病床;据统计,2015年每千人口医疗卫生机构床位数平均仅5.11张,床位供给严重不足,并且城市每千人口医疗卫生机构床位数相比农村多4.56张,城乡病床资源配置不平衡。医院数,28,261 基层医疗卫生机构数,927,147 专业公共卫生机构数,30,814 亿欧智库:2
23、016年6月我国各类医疗机构数量5.118.273.710246810亿欧智库:2015年每千人口医疗卫生机构床位数(张)平均城市农村701.52533.06141.3823.630100200300400500600700800亿欧智库:2015年我国各医疗卫生机构病床数总数医院基层医疗卫生机构专业公共卫生机构来源:中国卫生和计划生育统计年鉴亿欧()Yiou intelligence261.6279.5289.3303.9249.7278.3300.4324.101002003004002012201320142015亿欧智库:2012-2015年执业(助理)医师和注册护士人数及每千人享受比
24、重职业(助理)医师(万人)注册护士(万人)1.92.12.12.21.82.02.22.4每千人享受职业(助理)医师人数(人)每千人享受注册护士人数(人)Part2.人工智能+医疗综述医疗产业宏观环境分析医护人员数量缓慢增长,卫生人员总体学历偏低,“医师多点执业”处于试点阶段19 卫生人员培养速度具有稳定性。从2012年至2015年间,虽然我国执业(助理)医师和注册护士人数在逐年上涨,但增长速度较慢;据估算,我国2015年每千人享受职业(助理)医师人数仅为2.2人,每千人享受注册护士人数仅为2.4人;根据美国CIA统计数据显示,美国每千人享受医生数为2.55(2013年),英国为2.81(20
25、15年),俄罗斯为3.31(2014年),可见我国与发达国家有一定差距;此外,我国就医结构性问题即大医院人满为患,小医院门可罗雀进一步放大了医护人员不足的现状;在我国全部卫生人员之中,大学本科以下学历比例占到69.4%,大学本科与研究生学历比例仅占30.6%,可见我国卫生人员整体受教育水平偏低,高质量卫生人员较缺乏;针对执业医师短缺问题,2009年出台的中共中央国务院关于深化医药卫生体制改革的意见中开始探索“医师多点执业”,即符合条件的执业医师经卫生行政部门注册后,受聘在两个以上医疗机构执业的行为;目前仍处于试点阶段。来源:中国卫生和计划生育统计年鉴亿欧()大专,38.9%中专,28.2%大学
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