2021中国医疗人工智能产业研究报告.pdf

2021中国医疗人工智能产业研究报告健康界研究院2021.05项目背景近年来，在数字经济不断推进大背景下，人工智能发展迅速，并与多种应用场景深度融合，逐渐成为推动经济创新发展的重要技术。医疗作为社会经济和人民生活最为密切的场景之一，已成为人工智能发展的最大驱力之一。科技巨头、资本巨头均在积极布局智能医疗产业，大批专注细分领域的初创公司也蓄势待发。在我国，医疗人工智能具备先天发展优势：一方面，我国人口基数庞大，拥有充足的医疗数据，为医疗人工智能发展提供了基石；另一方面，我国庞大体量的医疗市场也为人工智能企业创新提供了动力。目前，中国医疗人工智能处于什么发展阶段？市场潜力如何？面临哪些问题和挑战？有哪些代表性企业及主流产品？本报告重点围绕此类问题，从政策、技术、市场、资本、典型案例等维度全面解析医疗人工智能行业，以期为行业参与者提供较为全面的行业信息和参考内容。核心观点规模持续高速增长：在政策扶持及市场推动下，医疗人工智能产业2020-2025年复合增速约40%，2025年中国医疗人工智能产业规模将达2194.3亿元1逐步实现大规模应用落地：AI影像产品成熟度不断提高，落地加快；语音识别、电子病历并行发展，医院普及率有望快速提升；院内场景“预问诊”需求量大，落地将加快国产化进程加快：构建国内科技大循环、产业自主安全可控政策促进下，国内 AI 医疗企业将持续发力，AI 医疗自主可控产业链有望形成横向覆盖多病种，纵向深入多场景：构建国内科技大循环、产业自主安全可控政策促进下，国内 AI 医疗企业将持续发力，AI 医疗自主可控产业链有望形成个性化诊疗成重点发力方向：持续助力基因组学和精准医疗领域的推广及应用，满足患者个性化医疗健康需求的个性化诊疗将迎来黄金时代商业模式加速落地：随着AI产品审批重大突破工作的推进，医疗人工智能行业开始进入市场价值认证阶段，产品获批推动商业模式加速落地23456123产业综述产业环境产业现状发展趋势4代表企业51产业综述定义 医疗人工智能是指在医疗行业各应用场景下引入NLP、深度学习、计算机视觉等人工智能相关技术，提升医疗行业诊断效率及服务质量，降低医疗活动成本，并且为医疗相关产业链带来新变化的产品及服务。随着“医疗人工智能”从概念走向实体、应用场景越来越明晰、各类产品走入目标市场、相关标准及规范相继出台，现业内对于“医疗人工智能”已有较为统一的认知。以NLP、深度学习、计算机视觉等人工智能技术为依托，对医疗市场以及医疗服务业务供给产生影响的新兴业务模式、新技术应用、新产品服务等产业价值发展历程产业链分析概念界定医院、消费者、诊所、第三方医疗机构、药企、高校、社区、保险公司真实可见的实际应用案例能规模化推广的对应产品可用统计数据证明的应用成效目标市场价值兑现人工智能技术将对医疗健康行业形成颠覆性变革，提升医疗生产力发展历程产业链分析概念界定产业价值n 人工智能可促成医疗效果提升、医疗成本下降、医疗资源均衡分配 医疗机构端 支付端 医药端 患者端价值意义辅助医生进行疾病检测和诊断，部分疾病首诊准确率超95%缓解医疗资源不足问题，提升医院整体运行效率提高患者自查、自诊、自我管理比例疾病早期发现与预防：早期对患者预后进行有效判断和预警，在症状发生恶化之前积极干预助力新药研发，提升制药效率：新药研发成功率提升2%，为整个生物制药行业节约数百亿美元研发费用促进价值医疗体系形成：促进支付方与医疗服务提供方及药品、器械提供方形成新的协同关系当前处于注册审批与市场准入过渡期0102030405060708达特茅斯会议标志AI正式诞生感知机局限性被指出，连接主义AI首次跌入谷底人工智能第二次跌入低谷，应用难，缺乏经费阿里健康发布医疗AI“Doctor You”具备机器学习功能的研究成果开始出现开创我国第一个医学专家系统“关幼波肝病诊疗程序”AlphaGo战胜李世石百度医疗大脑发布，对标谷歌和IBM同类产品1956年1974年1990年2017年1960年1978年2016年产业价值产业链分析概念界定发展历程我国医疗AI领域研究始于1980s年代，经过多年快速发展，已进入医疗AI产品价值验证期09腾讯牵头国家重点AI医疗研发项目，医疗AI上升为国家重点研发项目2018年华为联合发布AI人工智能辅助病理诊断最新突破，实现全球AI辅助宫颈癌筛查率最高水平（99.9%）2019年10截至2021.5月，总计12款AI产品获NMPA医疗器械三类证2021年注册审批与市场准入过渡阶段专业化发展阶段算法雏形阶段深度学习拓展阶段我国医疗人工智能链条布局侧重于技术层和应用层产业价值发展历程概念界定产业链分析数据来源与采集算法框架感知智能传感器大数据TensorFlowCaffeeTorchCNTKMXNetPaddlePaddle算力CPUGPUFPGA云服务器认知智能自然语言处理计算机视觉与图像识别人脸识别语音识别语义分析机器学习深度学习预测类API药物研发影像诊断医院管理手术机器人智能可穿戴设备.辅助诊疗健康管理医院管理手术机器人l 行业巨头偏底层，技术壁垒较高，具有高投入高收益特点l 创业公司扎堆应用层，变现能力强2产业环境从系统布局、注册审批、标准制定、人才培养等方面助力医疗AI产业发展技术环境社会环境资本环境政策环境 系统布局 标准制定 注册审批 人才培养2017.7新一代人工智能发展规划：我国在人工智能领域系统部署的第一个文件，提出到2030抢占全球人工智能制高点；2019.8国家新一代人工智能开放创新平台建设工作指引：鼓励符合条件的建设主体申请创建细分领域人工智能开放创新平台；2019.10产业结构调整指导目录（2019年本）：鼓励类新增“人力资源与人力资本服务业”“人工智能”“养老与托育服务”“家政”等4个行业2021.2工信和信息化部支持创建北京、天津（滨海新区）、杭州、广州、成都国家人工智能创新应用先导区：国家人工智能创新应用先导区增至8个2018.1人工智能标准化白皮书（2018版）：主要围绕音视频、智慧家庭医疗健康产品开展相关标准化研究；2020.7国家新一代人工智能标准体系建设指南：2023年，初步建立人工智能标准体系；2019.11由商汤科技担任组长单位、27家企业机构共同组成的人脸识别技术国家标准工作组正式成立，人脸识别国家标准制定工作全面启动2018.8新版医疗器械分类目录：首次为医疗AI产品划分明确子类；诊断功能软件风险程度按照其采用算法的风险程度、成熟程度、公开程度等为判定依据；2019.7深度学习辅助决策医疗器械软件审批要点：药监局以文件形式确立审批相关具体指标2020.2关于“双一流”建设高校促进学科融合 加快人工智能领域研究生培养的若干意见：提出要构建基础理论人才与“人工智能x”复合型人才并重培养体系；2020.3教育部关于公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知：180所高校开设人工智能专业主要政策计算智能和感知智能技术发展迅速，认知智能方面仍存在较大探索空间社会环境资本环境政策环境技术环境n 人工智能技术发展三个层次：计算智能、感知智能、认知智能，算力、算法、大数据构成三大基础要素认知智能+健康大数据核心在于计算能力，离不开数据整合、标准化和硬件设备支持-不断加快国家健康医疗大数据中心与产业园试点建设-全球AI计算力主要以GPU芯片为主，中国AI芯片尚处于萌芽期感知智能+数据共享计算智能+数据整合主要体现在语音识别、影像识别、语言处理等方面-影像识别、语音识别技术发展迅速，已出现一批引领性企业-共享机制促进数据搜集成本下降，形成辅助效果良好的商业化产品基于知识图谱、认知推理、逻辑表达的认知图谱尚不成熟-数据维度从院内数据、诊疗数据向院外数据、“运动”及“饮食”等范畴扩展；-算法先进性提升和算力升级助推医疗AI快速发展，神经网络等更高级技术形态出现；优质医疗资源供给不足，且医疗资源分配不均，医疗供需矛盾较为突出技术环境社会环境资本环境政策环境社会环境n 2019年我国三级医院数量2749家，占定级医院数量的11.6%，诊疗人次达20.6亿人次，占定级医院诊疗数量的56.7%，医疗服务倒三角问题尤为突出数据来源：国家统计局，健康界研究院分析2019年我国一、二、三级医院数量及诊疗需求统计情况（单位：家、亿人、%）三级医院2749(11.6%)二级医院9687(40.9%)一级医院11264(47.5%)诊疗人次：20.6亿（56.7%）诊疗人次：13.4亿（36.9%）诊疗人次：2.3亿（6.3%）经历新冠疫情洗礼的中国医疗人工智能重获资本青睐技术环境社会环境资本环境政策环境资本环境2012-2020年中国医疗人工智能投融资情况数据来源：鲸准数据库，光子盒子，健康界研究院分析n 2018年中国医疗人工智能投资规模达84.8亿元，且2012-2018年复合增长率159.1%，医疗人工智能成为资本争相角逐重要战场；n 进入2019年，受资本寒冬影响，投资规模和数量均有所回落；n 2020年，受新冠疫情影响，中国医疗人工智能领域融资60笔，金额86.1亿元，平均融资金额1.43亿元/笔，再次掀起投融资高潮。0.32.66.35.832.153.984.838.886.13715364876964260201220132014201520162017201820192020投融资金额（亿元）投融资数量（笔）头部企业融资贡献较大，大额融资交易增加：D+轮 7亿元C轮 3.188亿美元C+轮 数亿元D轮 3.5亿元D轮 3亿元F轮 12亿元D轮 5.9亿元2020年中国医疗人工智能头部企业融资情况3产业现状96.6136.5210.0277.0408.0571.2799.71119.61567.42194.337.9%41.3%53.8%31.9%47.3%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%0.0500.01000.01500.02000.02500.0201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E市场规模（亿元）增速中国医疗人工智能市场规模呈高速增长态势，2016-2020年复合增速43.4%产业分布商业模式问题与挑战市场规模市场规模n 预计到2025年中国医疗人工智能市场规模将达2194.3亿元CAGR 40.0%数据来源：鲸准数据库，健康界研究院分析n 随着我国医疗市场需求持续增长、人工智能技术不断提升、医疗行业改革速度加快，2016-2020年中国医疗人工智能市场规模复合增速43.4%，其中，2020年市场规模达408.0亿元，同比增长47.3%n 按照复合增速40.0%计算，到2025年中国医疗人工智能市场规模将达2194.3亿元，潜在市场空间巨大2016-2025年中国医疗人工智能行业规模走势41,26.3%37,23.7%25,16.0%25,16.0%9,5.8%8,5.1%5,3.2%3,1.9%3,1.9%辅助诊断健康管理医学影像信息化管理智能机器人语音交互虚拟助手药物研发其他医疗人工智能产业集群：以北京、广东及长三角地区为代表竞争格局商业模式问题与挑战市场规模产业分布l 国内涉足辅助诊断、健康管理、医学影像、信息化管理和医疗机器人场景应用公司数量最多，占医疗人工智能公司总数的82.0%中国医疗人工智能应用场景企业分布（单位：家，%）数据来源：鲸准数据库、健康界研究院分析l 北京、长三角、广东为代表的三大医疗人工智能产业集聚区初步形成中国医疗人工智能产业集群覆盖医学影像、辅助诊疗、健康管理、医疗机器人、药物研发、基因诊疗等领域n目前我国医疗人工智能企业数量超150家，应用场景不断丰富影像诊断健康管理医疗机器人药物研发基因诊疗辅助诊疗公共卫生竞争格局商业模式问题与挑战市场规模产业分布“收取服务费”成为当前医疗人工智能产品及服务落地营收的主要形式之一产业分布商业模式问题与挑战市场规模商业模式n 目前绝大多数医疗AI企业尚未实现盈利，且产品大多还处于试验阶段，但通过不同业务模式已可实现一定付费收入器械厂商体检机构医院保险企业政府患者医疗AI平台模式辅助诊断系统 ：一次性卖给医院/按使用次数收费根据需求使用辅助诊断系统 ：按次数收费精准收费核算支持、深入风险评估 ：按服务收费糖网病、宫颈癌、乳腺癌等筛查 ：政府专项资金人工智能软件系统嵌入器械，作为附加功能 ：收取服务费电子病历结构化 ：收取服务费以保险、药企、医疗机构为主要收费对象，目前暂无成熟商业模式，主要以融资为主以互联网技术见长，不急于变现，医疗AI产品为产业链布局服务具备行业数据获取渠道，作为医疗产品器械附加值产生效益从现实看，2C领域已被BAT巨头牢牢掌握，从B端发力将成为众多初创公司实现弯道超车的主要方向；推动AI辅助诊断进收费目录，增加医院端主动付费意愿，是行业爆发的必要条件创业公司互联网平台传统医疗企业高端复合型人才不足、缺少行业统一标准、数据结构化较差等问题亟待解决n医疗数据中80%属非结构化数据，如何高效地将非结构化数据转化成机器可识别的结构化数据，打破数据壁垒和信息孤岛，使优质数据真正为医学人工智能发展服务，是当前亟待解决的首要问题产业分布商业模式问题与挑战市场规模数据来源：2020年健康界研究院调研数据143562需求数据模式标准审批人才中国医疗人工智能行业面临困难及问题4发展趋势未来发展六大趋势横 向 覆 盖 多 病 种、纵 向 深 入 多 场 景随着医疗信息数据化程度加深、AI技术进一步发展，未来医疗AI将从单一病种诊断向细分病种增强覆盖和应用场景垂直深入转变43国 产 化 进 程 加 快构建国内科技大循环、产业自主安全可控政策促进下，国内 AI 医疗企业将持续发力，AI 医疗自主可控产业链有望形成2AI影像产品成熟度不断提高，落地加快；语音识别、电子病历并行发展，医院普及率有望快速提升；院内场景“预问诊”需求量大，落地将加快；逐 步 实 现 大 规 模 应 用 落 地1规 模 持 续 高 速 增 长在政策扶持及市场推动下，医疗人工智能产业2020-2025年复合增速约40%，2025年中国医疗人工智能产业规模将达2194.3亿元商 业 模 式 加 速 落 地随着AI产品审批重大突破工作的推进，医疗人工智能行业开始进入市场价值认证阶段，产品获批推动商业模式加速落地65个 性 化 诊 疗 成 重 点 发 展 方 向持续助力基因组学和精准医疗领域的推广及应用，满足患者个性化医疗健康需求的个性化诊疗将迎来黄金时代5代表性企业汇医慧影：打造移动化、数字化与智能化医学影像服务闭环n成立于2015年4月，基于AI大数据平台，提供从影像云SAAS技术应用层到影像阅片医疗服务的全链条闭环服务，目前产品已在全球1000多家医疗机构场景化落地应用NovaCloud智慧影像云平台Dr.Turing人工智能辅助诊断平台RadCloud大数据人工智能科研平台影像云服务数字智能胶片远程诊断系统人工智能辅助筛查系统教学及科研平台DR骨折DR肺结核CT肺炎CT肝癌CT腹主动脉瘤MRI乳腺癌MRI脑肿瘤乳腺钼靶.R&D占比70%2015201620172018获水木易德500万天使轮融资获蓝驰创投数千万A轮融资获达泰资本数亿元B轮融资1月获鼎晖、蓝驰C轮融资11月获英特尔战略投资智能影像诊断识别率超85%2021年5月获批国内首张X射线骨折AI产品NMPA三类证，在医院端可提供相关医学AI诊断软件产品，商业化落地初见成效，将逐步发展2C商业模式，为患者提供更深层次的AI医学报告和健康服务融资历程左手医生：打造预问诊、诊前、诊中及诊后全流程主动式AI辅助诊断治疗服务n 成立于2015年，目前左手医生已覆盖35个科室中的6000多种常见病，具备智能自诊、智能导诊、智能预问诊、智能问药和智能问答五大功能，分导诊准确率达95%以上，病历改动率低于25%头部医疗资源AI驱动的医患服务平台AI Doctor医生端SaaS服务医疗服务B 端C 端智能（预）问诊、智能用药等功能组合成多种解决方案赋能第三方，收取软件授权费用精准自诊服务客户端应用，帮助用户实现在线自诊、智能对话、智能病历、用药指导等智能交互机器学习诊前诊中诊后智能自诊智能导诊智能预问诊数据提取知识图谱语义理解智能交互机器学习诊室听译机器人在线视频问诊语音自动转文字结构化病历语音识别引擎内置医学词汇大于100万个，语音识别速度大于300字/秒，语音识别字准确率大于96%智能诊后随访管理用药管家专病管理天智航：国内精准智能骨科手术机器人领航者n成立于2010年，2020年7月在上海证券交易所科创板上市，成为我国首家上市的医疗机器人企业，核心产品天玑骨科手术机器人获得CFDA核发的首个骨科手术机器人三类医疗器械注册证，目前已在国内100余家医疗机构进行常规临床应用R&D投入占营业收入比例54.5%研发人员占比 33.8%累积申请专利 253 项，其中发明专利申请 93 项88.0%7.3%3.9%0.8%骨科手术导航定位机器人配套设备及耗材技术服务手术中心专业工程2020年天智航主营业务收入占比构成生产模式公司核心产品骨科手术机器人采用采用“自主设计-全球采购-部件加工-软件嵌入”生产模式业务模式向医疗机构提供相关配套设备及技术支持，医疗机构按开展骨科机器人手术数量向公司支付技术服务费收入结构核心产品收入结构转变为包含一次性设备销售收入、配套手术工具包销售收入及获取持续医疗技术服务收入在内的多种收入来源研发水平数据来源：天智航科技2020年年报，健康界研究院分析2015年公司成立2016年获1亿元A轮融资2017年获3.5亿元B及B+轮融资2019年获5亿元C轮融资国内首个AI健康管理师上线2020年参与制定保险行业健康管理服务四项标准2021年参与制定慢病管理大数据平台行业标准妙健康：以AI技术为驱动，打造数字化精准健康管理平台n成立于2015年，针对不良生活方式、常见慢病、检后异常、重疾前症等处在不同健康状态人群，提供AI+人工、线上+线下全生命周期个性化健康管理解决方案四大领域 ABC物联网健康大数据平台健康风险分级管理平台人工智能健康干预平台ABCD用户数据接入数据分析及解决方案健康行为干预健康增值服务对接智能硬件、用户体检以及用户健康评估等方式完成数据接入环节专业团队+大数据分析+个性化数据分析=个性化健康解决方案通过类似于游戏的任务机制及奖励系统，制定个性化健康行为干预方案对接保险、体检、问诊、挂号、买药等为用户提供健康服务的环节主体链接300余款（超90%）智能设备AI健康管理师AI健康方案库专属健康计划健康综合指数（H值）健康风险分级l已为超3000万企业员工、保险参保人员、银行会员、个人用户等提供健康管理服务;晶泰科技：以数字化和智能化驱动的人工智能药物研发公司n 成立于2015年，提供 AI 药物晶型预测以及新药分子发现等新药研发服务，2020年9月获3.188亿美元C轮融资，成为目前全球AI药物研发领域最大融资，估值超10亿美元全球准确度较高的工业级别晶型预测算法，累计开发110+新药研发AI/CADD模型，自建200亿+分子数据；2020年全年助力管线数量80+，晶型预测成功率维持100%；目前已为全球 70 余家先锋药企提供服务，并与多家药企巨头达成正式付费合作，其中最大订单超千万元；利用人工智能，在药物发现、药物晶型研究关键研发环节可分别节省1-2年时间；在北京、上海、深圳建设有研发实验室、创新药物研发中心，提供与AI算法紧密结合的新一代实验技术方案；药物固态研发 固态筛选 结构表征 性质评估 工艺优化 多元均相虚拟筛选 晶体结构测定 分析方法开发 晶型预测 稳定性评估 晶习预测及优化AI小分子药物发现 2大业务板块药明明码：专注大规模基因组数据全生命周期的医疗健康服务平台n 成立于2015年，专注于实现大规模基因组数据查询、管理、存储和共享，致力于从数据分析结果提供项目设计到临床测试到诊断的医疗健康国家基因检测应用示范中心建设明码生物科技国家基因检测应用示范中心项目，打造一体化开放式的精准医疗基因检测平台罕见病预防诊断推出罕见病携带者筛查产品，减少患儿风险；高度整合基因大数据助力药物研发；健康基因检测产品明码健康：有效检测多达二十余种常见疾病患病风险,帮助有效规避疾病风险爱尔兰国家级全基因组测序项目 开展对约40万爱尔兰人口的全基因组测序计划，迄今全球规模最大的全基因组测序项目20132017201810月：获1500万美元A轮融资5月：获7500万美元B轮融资9月：获2.4亿美元B+轮融资11月：获2亿美元C轮融资融资历程01030204区块链技术大健康数据银行“LifeCODE.ai”与政府合作开展精准医疗、基因检测、伴随诊断、基因科学研究和健康大数据等惠民合作业务；2018年7月发布大健康数据银行“LifeCODE.ai”，创新性应用区块链技术解决大健康数据采集合法性和有效性，保护用户隐私并创造数据交互价值