2024年初，世界卫生组织预测到2050年全球每年将新增超过3500万例癌症病例，比2022年的2000万增加77%。这一增长主要由人口老龄化、增长及生活方式因素驱动，将对世界各国造成巨大影响。在日本，医生和工程师正借助人工智能（AI）和其他技术，满足对癌症及相关疾病诊断和治疗工具的巨大需求。东京的两家创新医疗初创公司正在商业化其创新成果，以改善全球人民的健康状况。
使用人工智能发现癌症早期迹象
早期准确诊断对于抗击癌症等疾病至关重要。然而，最近一项研究发现，美国每年有近80万人因误诊或未能及时发现癌症而死亡或永久残疾。由于发现得太晚，胃肠道（GI）癌症成为日本乃至全球癌症死亡的主要原因。尽管内窥镜检查可以发现早期胃肠道癌症，但医生在检查患者的上消化道时仍会漏诊约20%的病例。
如果人工智能可以二次检查胃镜图像并发现任何遗漏的问题区域会怎样？这正是AI Medical Service公司的gastroAI模型-G所做的工作。该系统可以在实时查看胃镜图像的同时向医生提出建议。当内窥镜医生将胃镜插入患者胃部并进行常规操作时，gastroAI会即时审查图像。如果它检测到问题区域，软件会在几秒钟内突出显示该区域并显示警告：“考虑活检”。内窥镜医生做出诊断，并可以根据系统的建议考虑是否需要活检。
“内窥镜检查基本上是一个图像识别过程，”AI Medical Service首席执行官田田智宏说，“医生查看胃或结肠，看是否有病变。系统就像一个助手，提醒医生重新检查潜在问题区域。即使医生从早上到下午的准确性有所下降，AI系统也不会疲劳。”
田田智宏曾在东京多家医院工作，于2006年在埼玉县开设了一家胃肠病学和肛肠病学诊所，每年进行8000至9000次内窥镜检查，成为日本顶尖的胃肠道医学中心之一。即使他开设了其他诊所，田田也开始研究减少漏诊的新方法。他意识到，人工智能在图像识别方面的能力超过了人类，这是发现胃肠道癌症的关键部分。
2016年，他开始将AI工具应用于内窥镜医学。他训练了一个深度学习AI系统，收集了大约20万段高分辨率胃肠道医学视频，开发了世界上第一个用于早期胃癌和食管癌检测的AI系统。2017年，田田创立了AI Medical Service，并在美国和新加坡建立了子公司。公司的一大优势是拥有强大的研究网络，使其能够获得来自日本100多家医疗机构的数据，包括东京大学医院、庆应义塾大学医院和大阪国际癌症研究所。另一个资产是其与制造商的联系。AI Medical Service专注于开发可与大多数内窥镜兼容的软件。
“日本是内窥镜的主要生产国，”田田指出，“与制造商合作是我们使日本成为世界医疗技术第一的战略的一部分。”
AI Medical Service的诊断支持系统已获得日本、巴西和新加坡监管机构的批准，公司已从风险投资公司和政府补贴中筹集了约145亿日元（约合9340万美元）。2024年，AI Medical Service被列入《福布斯亚洲》100家值得关注的小公司和初创企业名单。田田现在专注于在新加坡推广产品，更新系统以适应AI的发展，获得美国监管部门的批准，并针对其他类型的癌症进行AI检测，同时继续他的临床工作。
“无论我作为医生、诊所主任还是初创公司CEO，我的目标不变，”田田说，“我的动力是改进医疗实践。最终，我们希望将癌症漏诊率降至零。”
为胰腺癌患者带来充满希望的未来
在东京医科大学医院，一名癌症患者躺在病床上，一个安装在机械臂上的锥形设备被定位在他的腹部。该设备通过超声波能量向患者的胰腺传递局部高达100摄氏度的热量，破坏癌细胞。其他类型的超声波使医生能够精确监控加热区域的位置。这种治疗方法微创，无需手术或麻醉，整个过程仅需半小时左右。
这项技术采用高强度聚焦超声（HIFU）。在传统放疗中，辐射不仅损害癌细胞，还会损害穿过的周围健康细胞。相比之下，HIFU波可以聚焦在体内一个小区域内，不会损害穿过的健康细胞。虽然焦点能量随着皮肤下的深度减小，但在癌症频繁复发的情况下可以重复使用。
“使用高强度聚焦超声，患者只需两次门诊治疗即可完成疗程，”Sonire Therapeutics公司首席执行官佐藤透说。
在全球范围内，聚焦超声已被用于攻击脑、乳腺、前列腺等器官的癌症。在日本，HIFU已用于治疗前列腺增生、帕金森病和特发性震颤。日本的临床医生现在希望HIFU能成为胰腺癌的标准治疗方法，胰腺癌是最致命的癌症之一，且经常复发。此外，约70%的胰腺癌病例在无法手术切除的情况下被发现，导致三年生存率仅为3.2%。即使手术后，癌症也在约80%的患者中复发。
胰腺癌难以治疗的部分原因是，患者呼吸时胰腺会上下移动，导致治疗性辐射影响周围的胃肠道。
“胰腺对辐射有抵抗力，因此放疗需要高剂量，通常每天进行六周，”Sonire Therapeutics公司首席执行官佐藤透说，“使用Sonire的HIFU，患者只需两次门诊治疗即可完成疗程。”
Sonire技术的独特之处在于它利用了空化现象。空化通常出现在水下螺旋桨周围，是液体中由于压力变化形成的气泡。利用空化可以使医生更精确地可视化治疗区域，确保有效治疗并提高加热效率，从而缩短治疗时间。
研究表明，HIFU与传统治疗结合使用时效果显著。根据2021年《当前肿瘤学》杂志的一项研究，仅接受化疗的不可手术胰腺癌患者的中位生存期为288天，而结合HIFU治疗后中位生存期延长至648天。
佐藤透于2020年共同创立了Sonire，基于始于12年前东京医科大学、东京女子医科大学和东北大学的研究。在得到日本风险投资公司的支持后，Sonire很快筹集了7.3亿日元（约合470万美元）的资金。这些支持使公司能够开发自己的下一代HIFU疗法系统。
Sonire的下一代HIFU疗法系统可以通过非侵入性的高强度超声波靶向胰腺癌细胞。
Sonire的创新获得了国内外的认可。2023年，该公司入选日本经济产业省的J-Startup支持计划。次年，其HIFU疗法系统被美国食品药品监督管理局指定为胰腺癌突破性设备。这些荣誉为公司打开了大门。
Sonire与其研究和临床合作伙伴正在进行世界上首个胰腺癌HIFU疗法的随机对照试验。该研究在日本六家医院进行，旨在为患者、家属和医疗专业人员带来希望，将跟踪90名不可手术胰腺癌患者的生存结果，其中30人仅接受化疗，60人接受化疗和HIFU疗法。
Sonire计划在2025年初完成入组，并在2027年获得日本HIFU疗法的监管批准。与此同时，美国的研究也正在准备中，目标是在2028年获得美国批准。从那里开始，公司希望不仅扩展到其他市场，还扩展到其他类型的癌症。
“我们希望尽快为尽可能多的患者提供更有效和更安全的癌症治疗，”佐藤透说，“我们希望超越药物和医疗器械之间的界限，一种方式就是通过HIFU治疗癌症患者。”
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