请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告|2022023 3年年1010月月1515日日降糖降糖/减重明星减重明星药物药物GLP1RA全产业链梳理之综述全产业链梳理之综述篇.

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英特尔中国医疗健康行业AI实战手册趋势篇实战篇技术篇06目 录*人工智能在医疗健康领域的发展与应用OpenVINO 提升医疗图像 AI 推理效率医学影像处理中的图像分割U-Net 分割网络的优化方法Dense U-Net 图像分割方法东软 eStroke 影像平台西门子医疗利用英特尔 深度学习加速技术，推进诊疗中的 AI 应用 GE 医疗利用英特尔技术与产品，优化深度学习模型，提升 CT 图像推理性能汇医慧影利用英特尔技术，构建高效协助诊疗平台卫宁健康基于英特尔先进产品，构建高效的智能辅助诊断系统致远慧图借力英特尔技术，推出智能远程阅片方案AI Cloud，协力共建高效医学影像分析能力医疗领域中的医学影像分析优化 AI 模型效率西安盈谷利用 AI 技术和云服务，提升医学诊疗辅助能力AI 技术加速病理图像分析医疗领域中的病理切片分析基于深度学习的病理切片分析方法的优化江丰生物利用 AI 技术提升高危病筛查效率江丰生物以 AI 技术助力肺部疾病筛查0228303233353739424345485056465676969784硬件产品第四代英特尔 至强 可扩展处理器第三代英特尔 至强 可扩展处理器英特尔 至强 CPU Max 系列第二代 Gaudi 深度学习加速器(Habana Gaudi2)英特尔 高级矢量扩展 512（英特尔 AVX-512）英特尔 高级矩阵扩展（英特尔 AMX）英特尔 软件防护扩展（英特尔 SGX）英特尔 SST889979899992AI 技术助力加速药物研发深度学习方法加速药物筛选基于英特尔 至强 可扩展平台的优化诺华利用深度学习提高药物研发效率*AI 助力打造更为精准智能的医疗解决方案*医疗行业中更多 AI 技术的落地应用*英特尔 架构提升机器学习方法效率第四范式构建慢性病预防与管理闭环管理方案面向英特尔 架构优化的 Python 分发包，助力汇医慧影提升放射组学特征选择效率*卫宁健康 NLP 后结构化平台提供由 AI 驱动的医疗信息 整合解决方案*东软医保借力第四代英特尔 至强 可扩展处理器加速 OCR 票据识别基于联邦学习的 AI 方法在医疗行业中的探索打破数据壁垒，提升医疗 AI 应用效能英特尔 软件防护扩展联邦学习在医疗领域的实战 基于联邦学习，开展面向脑部病灶分割的研究*医渡云打造基于联邦学习的多方安全计算解决方案*锘崴科技开展基于隐私保护计算的 GWAS 研究*运用 OpenFL 推动联邦学习方案落地医疗领域*AI 技术加速蛋白质结构预测*AlphaFold2 实现蛋白质结构预测加速*基于英特尔 至强 可扩展处理器开展 AlphaFold2 优化*英特尔优化方案在 AlphaFold2 上的实战软件和框架英特尔 oneAPI 工具套件英特尔 数据分析加速库（oneDAL）英特尔 oneAPI 数学内核库（oneMKL）英特尔 深度神经网络库（oneDNN）面向英特尔 架构优化的深度学习框架面向英特尔 架构优化的 TensorFlow 扩展包(ITEX)OpenVINO 工具套件注：*部分为 2023 年版本更新内容Contents趋势篇5476英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册趋势篇趋势篇人工智能在医疗健康领域的发展与应用人工智能在医疗健康领域的发展医疗人工智能的市场趋势得益于算法的进一步成熟、算力的提高以及数据的持续积累，人工智能（Artificial Intelligence，AI）得到迅猛发展，深度学习成为其代表，并呈现出应用领域日益集中的趋势。作为 AI 技术最重要的落地领域之一，医疗行业与人工智能技术的结合也在近年来获得了市场的巨大青睐。据弗若斯特沙利文（Frost&Sullivan）发布的研究报告显示，中国医疗智能行业市场规模正在呈现高速增长，预计将在 2030 年超过 1.1 万亿元人民币1。这一高速增长一方面得益于中国医疗市场的迫切需求，另一方面则源于近年来医疗人工智能技术的发展以及相关政策的支持。同时，人工智能技术与产品的市场化落地也呈加速趋势，数据表明截至 2021 年 8 月，中国已有 28 款不同的人工智能医疗产品获批三类医疗器械注册证2。从全球来看，医疗人工智能的应用细分领域与中国略有不同。根据 Global Market Insight 的统计数据，药物研发在全球医疗人工智能市场中的占比最大，达到 35%。紧随其后的是医学影像人工智能，占比 25%，并将以超过 40%的增速发展，预计 2024 年其规模将达到 25 亿美元。3此外，基因组学分析是人工智能应用的又一重要领域。预计到2022 年，该细分市场的规模仅在中国就将接近 300 亿元人民币4。基因测序与人工智能进一步结合，势必还会加速其发展，同时随之带来的测序时间缩短以及成本大幅降低，又会为医疗行业人工智能的应用创造更大的想象空间。随着人工智能在更多医疗领域的运用，更多医疗数据也参与到各类机器学习和深度学习模型的训练中来，如何在提升模型性能的同时保证信息安全和隐私保护也是目前业界瞩目的焦点之一。因此，可信理念也在人工智能与医疗行业的结合中逐渐深入。1 数据援引自弗若斯特沙利文在2022年5月25日发布的报告医疗智能行业白皮书，https:/ 数据援引自中国信息通信研究院发布的人工智能白皮书（2022年）：http:/ Global Market Insights report.2018年4月 前瞻产业研究院。2018-2023年中国基因测序行业市场前瞻与投资战略规划报告。2018年。https:/ AlphaFold2 为代表的新方案能够大幅加速蛋白质结构解析速度，揭示和呈现有机体内更多的信息秘密，是人工智能在生物学、医学和药学等领域落地的核心发力点之一。在中国，政策激励是加速医疗人工智能应用落地的关键因素之一。相关政府部门陆续推出了大量政策，从人才培养、技术创新、标准监管、行业融合、产品落地等多方位推动人工智能发展。其中，在2018年1月，国家标准化管理委员会指导下的 人工智能标准化白皮书（2018 版）发布；同年 4 月，国务院印发关于促进 “互联网 医疗健康”发展的意见，将推进 “互联网 ”人工智能应用服务作为实施“健康中国”战略的重要举措，并表示将重点支持研发医疗健康相关的人工智能技术、医用机器人、大型医疗设备等。2021 年 10 月，由国家卫生健康委、国家中医药管理局印发的公立医院高质量发展促进行动（2021-2025 年）提出建设“三位一体”智慧医院。通过完善智慧医院分级评估顶层设计，鼓励有条件的公立医院加快应用智慧服务软硬件。2023 年 3 月由中共中央办公厅、国务院办公厅印发的关于进一步完善医疗卫生服务体系的意见指出发展“互联网 医疗健康”，加快推进互联网、人工智能、云计算等在医疗卫生领域中的应用，加强健康医疗大数据共享交换与保障体系建设。医疗人工智能的应用趋势人工智能在医疗健康领域的应用非常广泛，在从医学影像到健康管理、药物研发、慢性病管理以及生物学探索等诸多环节，都可发挥关键作用，并已在不同层级与不同细分领域的医疗机构呈现出各异的“职能”。其中，人工智能用于医学影像等场景主要服务于医院或其他医疗机构，其应用集中在疾病筛查方面。但囿于存在假阴性的情况，还需要医生审阅所有片子以防漏诊，致使此类应用在减轻医生工作量方面的效果并不显著。6趋势篇98英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册趋势篇趋势篇针对这些挑战，医疗和人工智能等领域的专家已经提出多项应对措施，来优化应用环境，提高应用实效：收集大规模和多样化的健康数据。广泛收集来自不同种族、民族、语言和社会经济地位患者的数据，并对其进行标准化和集成；提高数据质量。从提供可靠、高质量的数据输入入手，继之再利用工具提高数据收集的质量，如进行错误纠正、发出关于缺失数据的警告等；融入临床工作流程。将深度学习融入现有电子病历系统的管理，提高临床医生的工作效率和数据采集的实时性；构建高维学习模型。引入百万级乃至上亿级的规则，通过高维学习模型，大幅提升预测和识别的准确率；法制化规范化。针对诸如计算机黑客篡改数据，从而影响深度学习模型的结果等信息安全问题，要制定相应法规，保护分析模型。同时，为推动多源医疗数据进行更安全的交互、传输和聚合，解决因数据孤岛所造成的高质量训练数据不足问题，各方专家正积极探索引入联邦学习方法等安全性更高的数据协作方式和更完善的 AI 模型训练架构，以便在降低隐私泄露风险的前提下，以更多高质量数据构建起安全可信的多源数据协同方案，提升医疗 AI 应用效能，使 AI 技术更高效、安全地服务于医疗健康。未来，人工智能在不同层级的医疗机构的应用方向可能会呈现出更加多元化的趋势，即在基层医院或第三方体检中心，其应用将以辅助筛查、辅助诊断以及慢性病管理为主；在三甲医院，则以提高医生工作效率为主；在健康管理方面，人工智能以支持单位和个人支付的健康体检为主要方向；在药物研发领域，人工智能应用又表现出不同特点，需要相关技术公司与大型药企、医药研究机构通力合作来推进。虽然人工智能在医疗健康领域迅速得以应用，但源于数据、模型等方面的影响，目前仍然面临诸多挑战：数据量。模型越复杂，参数越多，所需要的训练样本量就越大。但是对许多复杂的临床场景而言，所需要的大量可靠数据却并不容易获得；数据维度。通常而言，数据维度越少，对真实世界的描述能力也越差，但高维数据处理面临着处理效率低、所需计算量大等问题；数据质量。一般而言，健康数据的组织化和标准化程度都不高，且数据分散、有噪声。在条件不好的诊所与基层医院，还存在电子病历信息缺失或有误、多机构间分散存储等问题，同时接口数据可靠性也很差；数据孤岛现象。作为关乎人们隐私信息的敏感领域，医疗数据泄露风险已经受到医疗机构的足够重视，但由此也催生出不同机构间数据相互隔离的数据孤岛现象。而单一医疗机构又难以聚集起足够的高质量训练数据，供 AI 模型训练学习所用；模型的可解释性。深度学习模型是个黑盒子，对如何得出结论没有明确的解释，其决策模式的权威性尚待验证；模型的通用性。首先是模型偏差，比如采用白种人患者数据进行训练的模型，可能在其他种族患者中效果不佳；还有就是模型互操作性差，即很难建立一个适用于两种不同电子病历系统的深度学习模型；模型安全。即便是训练有素的图像处理模型，也有可能因输入图像的扰动而受到不良影响，但这一扰动却无法被人察觉。此外，还存在数据“差之毫厘”就可能带来预测结果“失之千里”的问题。比如，轻微改变患者电子病历数据中的实验检测值，就可能极大影响模型对住院死亡率的预测。人工智能在医疗健康领域的应用场景医疗健康是人工智能应用落地最具潜力的领域之一，对此业界已有共识。伴随着应用的不断深入，人工智能将在以下多种医疗健康应用场景中大显身手：慢病管理与疾病监测。基于患者体征对（潜在）慢性疾病进行风险预估，从而通过早期干预，大大降低患者的医疗费用；临床预测分析。例如，基于电子病历数据评估在院内感染疾病的风险，根据运营模型预测患者再入院率，根据财务模型制定捆绑销售服务方案等；慢性病管理。利用数据采集方法（例如物联网），构建基于人工智能方法的慢性病评估及筛查模式，提升慢性病的预测和早期诊断能力；病历搜索与质量控制。精准提取医疗文本中的关键信息，进行医学实体识别，进而实现灵活的全量电子病历搜索；虚拟现实助手。通过虚拟现实会话，参与到患教活动中，帮助患者清楚了解其病因，使医患沟通更有效；智能导诊。通过语音、触屏等多种交互方式，更好地提供院内导航、导诊、导医，提升精准分诊、健康咨询、健康宣教等服务的水平；影像辅助诊断。帮助放射科医生快速筛除正常影像，提高医生的病例处理效率；提高分析影像的准确度，缩短诊断结果报告时间，提升医疗系统的诊断能力；病理分析。例如，高效、准确地对送检物进行检测和分类；基因组学分析。用以大幅降低基因测序成本，快速精确实现规模庞大的基因组数据分析，为疾病的诊断和治疗等提供支持；蛋白质结构预测。通过深度学习方法，加速蛋白质结构的解析，为生物学、医学、药学乃至农业、畜牧业等领域的未来研究与发展提供高质量的生物学假设；药物发现。加快药物研发效率，降低成本。在下一章“实战篇”中，我们将结合英特尔与东软、西门子、盈谷、第四范式、汇医慧影、致远慧图、卫宁健康、医渡云、锘崴科技以及江丰生物等产业伙伴与客户在医疗人工智能领域的实战案例，详细介绍项目的背景、实施过程，以及取得的经验与成果，还将结合各应用场景提供相对应的软、硬件配置推荐。实战篇11101312英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇OpenVINO 提升医疗图像AI推理效率医学影像处理中的图像分割传统医学影像图像分割方法计算机视觉中的图像分割5 是指以图像中的自然边界，例如物体轮廓、线条等，将图像切分为多个区域，其目的是用于简化或改变图像的表现形式，使之更易解读和分析。在计算机方法中，这一过程通常会被解构为将图像中的每个像素加上标签，使具有相同标签的像素有着某种共同视觉特性，例如颜色、亮度、纹理等，由此进行的度量或计算得出的一定区域的像素特性相似，而邻接区域则有着很大的不同。作为计算机视觉技术的重要分支，图像分割已在医学影像处理、工业机器人、智能交通、指纹识别以及卫星图像定位等多个行业和领域获得广泛应用。在医学影像处理领域，图像分割已在诸多病理位置定位、组织体积测量、解剖学研究、计算机辅助手术、治疗方案制定以及临床辅助诊断等多个细分领域证明了其价值。传统的图像分割方法主要有以下几种常见方法：基于聚类的方法：聚类法是基于K-均值算法，将图像迭代分割成K个聚类。该算法中，分割图像中像素与聚类中心之间都有着相似的距离偏差，距离偏差通常采用颜色、亮度、纹理、位置等指标。该算法具有良好的收敛性；基于阈值的方法：该方法是通过计算图像的一个或多个灰度阈值后，将每个像素的灰度值与阈值相比较，最后进行归类的方法；基于边缘的方法：该方法是根据图像中自然边缘的灰度、颜5 关于图像分割的描述，部分参考：Linda G.Shapiro and George C.Stockman(2001)：“Computer Vision”,pp 279-325,New Jersey,Prentice-Hall,ISBN 0-13-030796-36 关于FCN的相关技术描述，摘选自UC Berkeley jonlong、shelhamer和trevor的论文Fully Convolutional Networks for Semantic Segmentation：https:/people.eecs.berkeley.edu/jonlong/long_shelhamer_fcn.pdf色、纹理等特性的突变性来对图像进行分割。一般来说，基于边缘的分割方法依赖于灰度值边缘检测，当边缘灰度值呈现阶跃型等变化时，判断为图像边缘；基于区域的方法：该方法是根据图像的相似性来对图像进行分割，其判断原则是根据相邻像素点的灰度、颜色、纹理等特性是否存在相似性，如有相似，则扩大像素点的集合。基于深度学习的图像分割方法随着近年来AI技术的飞速发展，尤其是在图像领域，基于AI技术的图像识别、图像处理应用已经被用在很多场景中，其对各类医学影像的分析识别能力已经超过人类。与卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）类似的模型，是目前基于AI的图像分割技术中常见的网络模型。这其中，全卷积网络（Fully Convolutional Network,FCN）、U-Net和V-Net是常见的几种基于深度学习的图像分割方法。FCNCNN 的典型用途是对任务进行分类。对图像处理而言，它的输出是单个类别标签。在生物医学的图像分割处理中，期望的输出应该包括定位，即应该将类标签分配给每个像素。作为卷积神经网络的升级扩展版本，如图 2-1-1 所示，FCN6 遵循编码、解码的网络结构模式级联了卷积层和池化层。卷积层和最大池化层有效降低了原始图像的空间维度。同时，FCN 使用 AlexNet 作为网络的编码器，采用多重转置卷积重复扩展的方式，对编码器最后一个卷积层输出的特征图进行上采样，直到特征图恢复到输入图像的分辨率，因而，可以实现像素级别的图像分割。正向/推理反向/学习962425640964096像素级预测图像分割图 2-1-1 FCN 方法原理图12实战篇1514英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇图 2-1-3 V-Net 拓扑思想卷积层2x2 过滤器，步长：2解卷积层2x2 过滤器，步长：2细粒度特征转发使用 5x5x5 过滤器，步长：1元素总和非线性 PReLu向下卷积向下卷积向下卷积向下卷积向下卷积向上卷积向上卷积向上卷积向上卷积向上卷积图 2-1-2 U-Net 拓扑conv3x3,ReLUcopy and cropmax pool 2x2up-conv 2x2conv 1x1outputsegmentationmapinputimagetile-Net作为 FCN 网络的一个改进版本，U-Net 具有一个鲜明的 U 型结构，其拓扑图如 2-1-2 所示，其在每个 Encoder 上都会进行 4 次上采样，这使得分割图恢复边缘等信息会更为精细。同时，在同一个 stage 上，U-Net 都采用了跳跃连接（skip connection），而不是直接在高级语义特征上进行监督和loss 反传，这样就可以保证最后得到的特征图融合了多的低层级（low-level）特征，也使得不同尺度的特征得到了融合，从而可以进行多尺度预测（Multi-Scale Prediction）和深度监督（Deep Supervision）。另外，U-Net 在网络后部补充了一个与前面类似的网络，形成 U 性结构。其中池化运算符由上采样运算符替换，因此增加了输出的分辨率。同时，为了定位，模型从收缩路径的高分辨率特征与上采样输出相结合。连续卷积层可以采用 relu 激活函数来对原始图片进行降采样操作，从而获得更精确的输出。V-NetV-Net 可以视为 3D 版本的 U-Net，如图 2-1-3 所示，它与U-Net有着类似的拓扑形态，适用于三维结构的医学影像分割。V-Net 能够实现基于 3D 图像的端到端图像语义分割，并通过类似于残差学习的 trick 来对网络进行改进。医学影像在实际应用中也有其独有的特性。我们可以看到，一般胸片影像是胸片 CT，而眼底检查则是眼底 OCT，均为针对一个指定器官的成像，而非全身。而器官本身结构比较固定，语义信息并非特别丰富。所以高级语义信息和低层级特征就显得非常重要，而 U-Net 的 U 型结构和跳跃连接在这种场景中，可以发挥出更大作用。近年来，U-Net 在医学影像分割领域良好的应用效果，已在很多部署中得到充分了证明。-Net分割网络的优化方法基于英特尔 架构的优化方法将传统的CNN图像分割方法用于医学图像时，往往存在以下困难：CNN通常都是应用于分类，生物医学图像则更关注分割以及定位的任务；CNN需要获取大量的训练数据，而医学图像很难获得相应较大规模的数据。以往在应对上述困难时，通常采用滑窗的方法，即为每一个待分类的像素点取周围的一部分邻域输入。这种方法好处有两点：首先，这一方法能够在滑窗的同时完成定位工作；其次，每次动作都会取一个像素点周围的邻域，可以大大增加训练的数据量。但是，这一方法也有两个缺点：一是通过滑窗所取的块之间有较大的重叠，会导致训练和推理速度变慢；二是网络需要在局部准确性和获取上下文之间进行取舍，因为如果滑窗取的块过大，就需要更多的池化层，定位准确率会降低，而取的块过小，则网络只能看到很小的一部分上下文。基于英特尔 架构平台开展的一系列优化，可以从另一个层面帮助用户解决以上问题。这些优化方法包括：调整处理器核心数量、引入非统一内存访问架构（Non-Uniform Memory 名称规格处理器英特尔 至强 金牌 6240 处理器或更高超线程ON睿频加速ON内存16GB DDR4 2666MHz*12及以上存储英特尔 固态盘 D5 P4320系列及以上操作系统CentOS Linux 7.6 或最新版本Linux 核心3.10.0 或最新版本编译器GCC 4.8.5 或最新版本Python 版本Python 3.6 或最新版本TensorFlow 版本 R1.13.1 或最新版本OpenVINO 工具套件2019 R1 或最新版本Keras 版本2.1.3 或最新版本软硬件配置建议对于在医疗行业中构建基于深度学习的图像分割方法，可以参考以下基于英特尔 架构平台的软硬件配置来完成。Access Architecture，NUMA）技术，以及面向深度神经网络的英特尔 数学核心函数库（Intel Math Kernel Library for Deep Neural Networks,英特尔 MKL-DNN），从而为U-Net图像分割法提供多层次的优化。优化步骤如下：环境变量设置首先，需要对环境变量进行设置，如以下所示，命令包括：清空系统的缓存（cache），将处理器设置为性能优先的模式，即运行在最高频率，打开处理器的睿频加速。KMP_BLOCKTIME 设置为 1，是设置某个线程在执行完当前任务并进入休眠之前需要等待的时间，通常设置为 1 毫秒；KMP_AFFINITY 设置为 Compact，是表示在该模式下，线程绑定按计算核心的计算要求优先，先绑定同一个核心，再依次绑定同一个处理器上的下一个核心。此种绑定适用于线程之间具有数据交换或有公共数据的计算情况，优势在于可以充分利用多级缓存的特性；OMP_NUM_THREADS 设置为 20，是将并行执行线程的数量设定为所需的物理核心数。测试代码中添加线程控制如上述设置命令所示，在进行 tf.ConfigProto()初始化时，我们也可以通过设置 intra_op_parallelism_threads 参数和inter_op_parallelism_threads 参数，来控制每个操作符 op并行计算的线程个数。二者的区别在于：intra_op_parallelism_threads 控制运算符 op 内部的并行，当运算符 op 为单一运算符，并且内部可以实现并行时，如矩阵乘法、reduce_sum 之类的操作，可以通过设置 intra_op_parallelism_threads 参数来并行,intra 代表内部。1716英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇 模型转换由于原有的模型是基于 Keras 进行训练，生成的模型为 hdf5格式，这种格式的模型无法直接作为 OpenVINO 工具套件的输入，需要先进行格式转换，操作命令如下：图 2-1-4 用 NUMA 特征来控制处理器计算资源的使用7测试配置为：处理器：双路英特尔 至强 金牌 6148 处理器，2.40GHz；核心/线程：20/40；内存：16GB DDR4 2666MHz*12；硬盘：英特尔 固态盘 SC2BB480G7；BIOS：SE5C620.86B.02.01.0008.031920191559；操作系统：CentOS Linux 7.6；Linux 内核：3.10.0-957.21.3.el7.x86_64；gcc 版本：7.2；Python 版本：Python 3.6；TensorFlow 版本：R1.13.1。inter_op_parallelism_threads 控 制 多 个 运 算 符 op 之 间的并行计算，当有多个运算符 op，并且它们之间比较独立，运算符和运算符之间没有直接的路径 Path 相连时，TensorFlow 会尝试并行地对其进行计算，并使用由 inter_op_parallelism_threads 参数来控制数量的一个线程池。通常而言，intra_op_parallelism_threads 设置为单个处理器的物理核心数量，而 inter_op_parallelism_threads 则设置为1 或者 2。利用 NUMA 特征来控制处理器计算资源的使用数据中心使用的服务器，通常都是配置两颗或更多的处理器，多数都采用 NUMA 技术，使众多服务器像单一系统那样运转。处理器访问它自己的本地存储器的速度比非本地存储器更快一些。为了在这样的系统上获取最好的计算性能，需要通过一些特定指令来加以控制。Numactl 就是用于控制进程与共享存储的一种技术机制，也是在 Linux 系统中广泛使用的计算资源控制方法。具体使用方法如下所示：上述指令表示的是 test.py 在执行的时候只使用了处理器#CPU0 中的 0-19 和 40-59 核，以及处理器#CPU0 对应的近端内存。采用面向英特尔 MKL-DNN优化的TensorFlow为了使用户在通用处理器平台上进行高效的 AI 计算，英特尔针对众多主流的深度学习开源框架进行了大量的优化，包括目前在工业界和学术界使用十分广泛的 TensorFlow。通过使用英特尔 MKL-DNN 优化的多种原语（Primitive），英特尔对 TensorFlow 进行了优化。英特尔 MKL-DNN 是从TensorFlow 1.2 开始添加的。除了在训练基于 CNN 的模型时能显著提升性能之外，使用英特尔 MKL-DNN 进行编译还可以创建针对英特尔 高级矢量扩展指令集（Intel Advanced Vector Extensions，英特尔 AVX）、英特尔 AVX 2 和英特尔 AVX-512 进行优化的二进制文件，从而得到一个经过优化且与大多数现代（2011 年后）处理器兼容的文件。参考文献：https:/www.tensorflow.org/guide/performance/overview?hl=zh_cn https:/ MKL-DNN 的技术细节，请参阅本手册技术篇相关介绍。U-Net基于英特尔 架构优化后的测试及结果通过以上四个方面的优化，U-Net在基于英特尔 架构的处理器平台上的性能得到了显著提升，测试结果如下图所示 7：基于 OpenVINO 工具套件英特尔 发行版对 U-Net 进一步优化为满足客户在实际应用场景中的需求，在上述结果的基础上，英特尔又基于 OpenVINO 工具套件英特尔 发行版（以下简称“OpenVINO 工具套件”）对 U-Net 图像切割方法实施了进一步的优化，具体优化步骤如下：图 2-1-5 基于英特尔 架构优化前后性能对比优化后处理时延大幅降低未优化方案基于英特尔 架构的处理器（包括英特尔 MKL-DNN）优化准确率120.000.00.00.00.00 .00%0.00%1.00099.50%1.2001.0000.8000.6000.4000.2000.0000.274 将模型通过 OpenVINO 工具套件的 mo.py转换成 xml 文件和 bin 文件命令如下：通过Inference Engine 来进行模型推理命令如下：其中，做推理的代码包含如下逻辑模块：基于 OpenVINO 工具套件的优化结果优化结果如图 2-1-6 所示，最左列为 CT 原图，中间列是未优化时的图像分割结果，最右列是通过 OpenVINO 工具套件优化之后生成的图像分割结果。可以看出，通过 OpenVINO 工具套件优化后生成的图像分割结果，在准确率上与未优化时基本保持一致，但在推理速度上却远高于未优化时8。图 2-1-6 基于 OpenVINO 工具套件对 U-Net 的优化结果8 相关验证测试配置为：处理器：双路英特尔 至强 金牌 6148 处理器，2.40GHz；核心/线程：20/40；内存：16GB DDR4 2666MHz*12；硬盘：英特尔 固态盘SC2BB480G7；BIOS：SE5C620.86B.02.01.0008.031920191559；操作系统：CentOS Linux 7.6；Linux内核：3.10.0-957.21.3.el7.x86_64；gcc版本：4.8.5；Python版本：Python 3.6；OpenVINO 工具套件：2019 R1；Keras：2.1.3。9 数据源引自https:/ 工具套件的技术细节，请参阅本手册技术篇相关介绍。Dense U-Net 图像分割方法英特尔 深度学习加速（Intel Deep Learning Boost,英特尔 DL Boost）技术英特尔 至强 可扩展处理器从第二代起，不仅以优化的微架构、更多的内核及更快的内存通道带来了计算性能的提升，更面向 AI 应用提供了更为全面的加速能力，在其集成的英特尔 深度学习加速技术（VNNI指令集）中，加入了对INT8的支持，为用户提供了高效的 INT8 深度学习推理加速能力，这一能力将有效提升 U-Net 图像分割方法的执行效率。英特尔 深度学习加速技术通过 VNNI 指令集来支持 8 位或16 位低精度数值相乘，这对于需要执行大量矩阵乘法的深度学习计算而言尤为重要。它的导入使得用户在执行 INT8 推理时，对系统内存的要求最大可减少 75%9，而对内存和所需带宽的减少，也加快了低数值精度运算的速度，从而使系统整体性能获得大幅提升。与以往的 FP32 模型相比，INT8 模型具有更小的数值精度和动态范围，因此在图像切割等深度学习中采用 INT8 推理方式，需要着重解决计算执行时的信息损失问题。一般地来讲，INT8 推理功能可以通过量化校准的方式来形成待推理的INT8 模型，进而实现将 FP32 在信息损失最小化的前提下转换为 INT8 的目标。以图像分析应用为例，从高精度数值向低精度数据转换，实际是一个边计算边缩减的过程。换言之，如何确认缩减的范围是实现信息损失最小化的关键。在 FP32 向 INT8 映射的过程中，采用根据数据集校准的方式，来确定映射缩减的参数。在确定参数后，平台再根据所支持的 INT8 操作列表，对图形进行分析并执行量化/反量化等操作。量化操作用于 FP32 向 S8（有符号 INT8）或 U8（无符号 INT8）的量化，反量化操作则执行反向操作。基于 OpenVINO 工具套件进行 FP32 模型到 INT8 模型的转换通常地，通过神经网络训练好的模型是单精浮点精度的，即FP32，用户可以将这样的模型直接部署在实际应用场景中，并通过量化技术得到低精度模型，比如 INT8 模型在保证模型1918英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇图 2-1-7 基于OpenVINO 工具套件的 FP32模型到 INT8 模型的转换10 图 2-1-8 FP32 与 INT8 的时延性能对比精度的基础之上可以提供效率更高的模型推理应用，通常情况下模型精度的损失小于 1%。OpenVINO 工具套件从 2018 R4 版本开始提供 FP32 模型到 INT8 模型的转换功能，并且从 2019 R1 版本开始，支持基于第二代英特尔 至强 可扩展处理器所集成的英特尔 深度学习加速技术。OpenVINO 工具套件中的模型优化器基本工作和部署流 程为：首先工具套件会将训练好的、基于开放神经网络交换（Open Neural Network Exchange，ONNX）训练的模型进行转换和优化，生成 FP32 格式的 xml 文件和 bin 文件，其中的优化包含节点融合、批量归一化的去除和常量折叠等方法；然后，通过 OpenVINO 工具套件中的转换工具将 FP32 格式的文件转换为 INT8 格式的 xml 文件和 bin 文件，在转换的过程中需要用到一个小批量的验证数据集，并且会将转换量化过程中的统计数据存储下来，以便在后续的推理时确保精度不受影响。上述的转换流程是离线运行的，也就是只要转换一次即可，详细做法如图 2-1-7 所示：通过对两种模型进行性能分析可以看出，FP32 模型中的重排序操作（Reorder Ops）占据了大量的执行时间，在 INT8模型中，重采样（Resample Ops）只支持 FP32 的操作，连接操作（Concat Ops）执行时间过长，而本来占比最高的卷积操作（Convolution Ops）在整个模型运行中占据的时间比例反而少。因此，需对其进行进一步的优化。此时再将 INT8 模型进行逐层分析，可以看到相比之前已经有了很明显的提升。但在优化之后的模型中，Concat Ops 所占据的执行时间还是较长。为了进一步提升模型的吞吐量，需对 Concat Ops 进行特定优化，并且不再使用英特尔 MKL-DNN 中的原语，而是要进行定制化，详细代码如下所示：按照上述模型转换之后，得到初步模型，其性能如下图所示：如图2-1-9所示，经过优化，模型的延迟有了大幅度的降低。上述优化主要的目的是，实现并行化地批量拷贝数据到指定位置。通过此类型的优化，模型性能有了进一步的提升。此时的模型执行时间基本达到了理想状况，最终优化结果如图 2-1-10所示：从性能分析可以获知，此时模型运行占比最高的原语成了卷积操作，完全符合本实例中 Dense U-Net 模型本应有的效果。图 2-1-10 进一步优化后的 INT8 模型时延性能对比图 2-1-9 优化后的 INT8 模型时延性能对比.XML.binTaina ModelRun ModelOptimizerUserApplicationInferenceEngineIR10本图来源于 https:/docs.openvinotoolkit.org/latest/_docs_MO_DG_Deep_Learning_Model_Optimizer_DevGuide.html对INT8进行优化后，处理时延进一步降低0.4040.314FP32INT8INT8 优化 11与 FP32 相比，INT8处理时延更低0.404FP32INT81INT8 对 Concat Ops 进行特定优化后，处理时延进一步降低0.4040.3140.147FP32INT8INT8 优化 1INT8 优化 21应用案例东软 eStroke 影像平台 背景医疗影像的快速和准确判读对医院医疗技术能力有着一定的要求，同样也需要专业的影像医生进行判读，十分依赖医生的判读水平。为应对这一挑战，医疗行业需要一种即便在基层医院医生判断水平不足的情况下，仍然可以快速准确地对相关医学影像进行分析的工具。现在，基于深度学习的医学影像判读已经逐步走入医疗机构，帮助应对以上问题。方案与成效eStroke 影像平台具有以下优势：支持多模态影像学设备。其中包括电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）、核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）图像等 16 排以上多层螺旋 CT以及 1.5T 以上 MRI；实现全流程自动化。从医院设备扫描序列开始到影像后处理分析，一直到输出影像诊断报告，均无需人工干预；能够接入互联网医疗诊治技术应用研究平台等外部诊疗系统。支撑开展远程急救、移动急救、高危人群智能预警及干预、疾病联合救治、虚拟手术等技术研发和工程化。以 eStroke 影像平台为载体，东软与英特尔携手，基于 U-Net模型对平台中的医学影像进行图像分割处理，根据 eStroke 平 台对灌注成像的各个参数,包括 CBF、CBV、MTT 和 TMAX的计算，并结合以上参数通过左右脑循环的对称性，如图2-1-11所示，进一步推理出用于医学诊断的病灶所在区域。图2-1-11 通过 TMAX&CBF 异常区域计算出的病灶区域该方案基于面向英特尔 架构优化的 TensorFlow（基于英特尔 MKL-DNN 优化）以及 OpenVINO 工具套件进行了优化，使基于 U-Net 模型的深度学习推理在保证准确性的同时，推理时间得以大幅减少。这对于争分夺秒的脑卒中诊治而言，无疑有着重大的实践意义。如图 2-1-12 所示，在推理准确性基本一致的情况下，采用两个工具优化后的方案与未经优化的方案对比，推理延迟分别降低 72.6%和 85.4。图 2-1-12 东软 U-Net 图像分割各方案性能对比11 该数据所使用的测试配置为：处理器：双路英特尔 至强 金牌 6148 处理器，2.40GHz；核心/线程：20/40；内存：16GB DDR4 2666MHz*12；硬盘：英特尔 固态盘SC2BB480G7；BIOS：SE5C620.86B.02.01.0008.031920191559；操作系统：CentOS Linux 7.6；Linux内核：3.10.0-957.21.3.el7.x86_64；gcc版本：7.2（TensorFlow）&4.8.5（OpenVINO）；Python版本：Python 3.6；TensorFlow版本：R1.13.1；OpenVINO 工具套件：2019 R1；Keras：2.1.3。优化后处理时延大幅降低未优化方案基于英特尔 架构的处理器（包括英特尔 MKL-DNN）优化基于OpenVINO 工具套件英特尔 发行版优化准确率120.000.00.00.00.00 .00%0.00%1.00099.50%1.2001.0000.8000.6000.4000.2000.0000.2740.1462120英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇西门子医疗利用英特尔 深度学习加速 技术，推进诊疗中的 AI 应用 背景与挑战过去，医生往往需要凭借经验来对 MRI 影像进行判读，不仅费时费力，且错误率较高，在解释图像时也容易受到主观因素的影响，导致漏诊和误诊。随着 AI 技术的发展，西门子医疗正在开展一系列创新医疗 AI应用研究，并将成果纳入实际应用。但要将这些 AI 能力真正应用到医疗实践中，还面临着一系列的挑战。首先，AI 应用对临床诊疗带来延迟。AI 应用需要与各类检查仪器生成的数据保持同步，并保证 AI 推理具备高吞吐、低延迟的特性，才能让基于 AI 的医疗系统服务更多患者。其次，AI 应用应当尽可能与临床诊疗流程进行融合，以便节省时间，并提高测量和诊断之间的一致性和准确性。为此，西门子医疗与英特尔一起，基于通用处理器平台来开展针对 MRI 影像的判读和测量，实施高效的 AI 推理工作。双方不仅利用深度学习的方法对来自 MRI 的影像进行了 AI 判读研究，同时基于第二代英特尔 至强 可扩展处理器以及OpenVINO 工具套件等，进行了优化工作，使推理速度大幅提升，为临床医学诊疗提供了强有力的支撑。图 2-1-13 西门子医疗与英特尔一起构建面向 MRI 的 AI 分析能力心脏 MRI检查四个腔室的量化AI 系统 方案简介及实施效果在本案例中，西门子医疗与英特尔一起合作，优化了基于第二代英特尔 至强 可扩展处理器构建的医疗检测和量化模型。该 AI 模型基于 Dense U-Net，可对检测对象进行语义分割。AI 模型的输入是检测对象的 MRI 图像的堆叠，输出则是检测对象的不同区域以及结构，其中每个结构都会被颜色编码。这样可以将原先需要人工识别标注的过程智能化，从而加快影像判读速度，其整体工作流程见图 2-1-13 所示。第二代英特尔 至强 可扩展处理器为该 AI 模型的推理提供了高效、灵活和可扩展的平台，特别是经与 OpenVINO 工具套件的紧密结合，有效地加速了针对视觉应用的深度学习推理，提高了诊疗过程中至关重要的诊断与决策的速度和准确性。同时，处理器集成的英特尔 深度学习加速技术，具有全新的矢量神经网络指令（VNNI），能够进一步加速深度学习中的各种计算密集型操作，让图像分类、图像分割、目标检测等 AI 应用在英特尔 处理器平台上推理效率变得更高。英特尔 深度学习加速技术对 INT8 良好的支持能力，使其可以将 FP32 训练模型转化为 INT8，在保持准确性的同时大幅提升推理速度。在本案例中，深度神经网络（例如 Dense U-Net）经过训练后被用以识别检测对象区域，神经网络的权值通常采用浮点数值（FP32）来表示，因此模型通常情况下会通过FP32 精度来进行训练和推理。但 INT8 同样可以在损失很小的准确率（通常 0.5%，本案例中可达到=x 时，判为患病。而在实际场景中，这一函数会复杂得多，例如除了年龄以外，异常细胞的大小、状态等也可能成为判断依据，此时，线性函数就会变成一个多元线性函数，例如y=n*a m*c o*d b如前所述，分类问题需要输出一系列离散的结果，因此需要在线性函数上加上一个激活函数，使其输出结果呈离散化。而对于神经网络而言，激活函数的作用是能够给神经网络加入一些非线性因素，使神经网络可以更好地解决较为复杂的问题。常见的激活函数有 Sigmoid 函数、tanh 函数、ReLU 函数等。另外，逻辑回归会采用梯度下降迭代求解的方法，来获取最小化的损失函数。通常，基于二分类算法的 CNN 图像分类具有以下几个主要模块，如图 2-3-1 所示，包括图像读取与预处理、图像训练、迭代优化和图像预测。其中基于 CNN 的模型训练，由卷积层、池化层以及全连接层等构成，可采用交叉熵损失函数，以及MBGD 梯度下降算法或 BGD 梯度下降算法。图像数据预处理模型训练卷积层池化层卷积层全连接层全连接层池化层迭代优化推理预测实际部署图 2-3-1 基于二分类算法的 CNN 图像分类组成模块32实战篇3534英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇在实际应用中，残差网络（Residual Net，ResNet）也是常见的分类卷积神经网络之一，其在 2D 图像分类、检测及定位上有着非常优异的特性。与其他 CNN 相比，ResNet 在网络中增加了直连通道，允许输入信息直接传到后面的层中，如图 2-3-2 所示：这一结构（残差结构）在一定程度上解决了经典 CNN 网络结构在信息传递时可能存在的信息丢失、损耗，乃至梯度消失等问题，这些问题是深度模型的层数无法变得太多的原因之一。采用 ResNet 后，训练模型的层数可以大幅增加，也由此提高了分类准确率。目标侦测神经网络目标侦测神经网络是指在给定的图片中精确找到物体所在位置，并标注出物体的类别。常见的目标侦测神经网络有R-CNN、Fast R-CNN、SPP-NET、R-FCN 等。R-CNN 是经典的深度学习目标检测算法，其基本工作流程如下：首先，R-CNN 会基于 selective search 方法在原始图上生成数千个大小一致的候选区域，并输入 CNN 网络。由该网络模型得到的特征向量将通过多类别的支持向量机（Support 图 2-3-2 ResNet 的残差结构图 2-3-3 Fast R-CNN 网络结构Weight LayerxF(x)reLUF(x) xWeight LayerVector Machines，SVM）分类器，每个目标都会训练一个SVM分类器，并从特征向量中推断其属于该目标的概率。同时，R-CNN 还设置了一个边界框的回归模型来提升定位准确性，通过边框回归模型对边界框的准确位置进行了优化。为了解决 R-CNN 在实际应用中训练、推理和测试速度较慢，训练所需空间大等问题，Fast R-CNN采用了以下方法来应对，并获得了比 R-CNN 更好的应用效果。方法为：将整个图像先进行归一化后再送入 CNN 网络；在卷积层不进行候选区域的特征提取，而是在最后一个池化层加入候选区域坐标信息进行特征提取的计算；在 CNN 网络中统一做目标与候选框回归。而后续的 Faster R-CNN又将特征抽取（feature extraction）、proposal提取，bounding box regression（rect refine）、classification都整合在了一个网络中，使得综合性能有较大提高，在检测速度方面尤为明显。软硬件配置建议对于基于 AI 的病理切片分析方案构建，可以参考以下基于英特尔 架构平台的软硬件配置来完成。任意 size图片 卷积、池化层特征图Rol 池化层区域建议全连接层全连接层分类得分全连接层分类得分名称规格处理器英特尔 至强 金牌 6240 处理器或更高超线程ON睿频加速ON内存16GB DDR4 2666MHz*12 及以上存储英特尔 固态盘 D5 P4320 系列及以上操作系统CentOS Linux 7.6 或最新版本Linux 核心 3.10.0 或最新版本编译器GCC 4.8.5或最新版本Caffe 版本 面向英特尔 架构优化的 Caffe 1.1.6 或最新版本基于深度学习的病理切片分析方法的优化基于英特尔 架构处理器的优化方法在英特尔 平台上进行基于深度学习的病理切片分析方法的构建和优化，可以为用户带来以下几个方面的收益：病理切片图像每个文件容量都动辄有数十、上百 MB。传统上，由于存储空间的限制，训练中设定的Batch Size都偏小，由此会带来训练时间的增加。而采用基于英特尔 架构平台，服务器具备了大内存（普遍具备数 TB 乃至数十 TB），可以让 Batch Size 轻松设置至 100 以上，能够加快训练速度；基于 3D XPoint 存储介质构建的英特尔 傲腾 持久内存的引入，让至强 可扩展平台的优势得到进一步加强。与昂贵的动态随机存取存储器（Dynamic Random-Access Memory，DRAM）内存相比，英特尔 傲腾 持久内存大容量和非易失性的特性，及其在实现容量扩展时更低的成本优势，可以有效提升执行模型训练和推理的服务器的内存密度以及计算效率，并大幅降低 TCO;英特尔 至强 可扩展处理器创新的微架构，包括更多数量的核心、更高并发度的线程和更充沛的高速缓存，配合它集成的大量硬件增强技术，特别是英特尔 AVX-512 等，都能为 AI 应用提供更强的算力。面向英特尔 架构优化的 Caffe Caffe 是一种常用的深度学习框架，其在视频、图像处理等领域的 AI 训练和推理上有着广泛的运用。为了进一步提升和优化基于 Caffe 的深度学习模型的工作效率，基于英特尔 架构特性，英特尔对 Caffe 进行了大量优化。这些优化工作包括：针对典型 ResNet 网络开展的优化面向英特尔 架构优化的 Caffe 利用 ResNet 系列模型特性，来减少计算和内存访问带来的开销。图 2-3-4 是一种典型的ResNet 的残差结构，从图左半部可以看出，其底部的 2 个1*1 卷 Stride-2 卷积层只消耗了一半激活操作。优化方案更改了绑定层设置，如图右半部所示，其将一个 1*1 的池化层加入直连通道，减少了一半的计算量。图 2-3-4 面向英特尔 架构优化的 Caffe 对 ResNet 网络的优化方案Conv output:56x56Kernel:3x3Stride:1Convoutput:28x28Kernel:3x3Stride:2Conv output:28x28Kernel:1x1Stride:2Original56x5656x56OptimizedConv output:28x28Kernel:1x1Stride:2Conv output:28x28Kernel:1x1Stride:1Conv output:28x28Kernel:1x1Stride:1EltWiseEltWiseConv output:56x56Kernel:1x1Stride:1Conv output:28x28Kernel:1x1Stride:1Pool output:28x28Kernel:1x1Stride:2 层融合技术面向英特尔 架构优化的 Caffe 除了针对指令集的向量化、线程级并行进行优化外，还在 Caffe 框架中引入了更为有效 的 层 融 合（Layer Fusion）优 化 手 段，如 BN Scale、Conv Sum、Conv Relu、BN inplace 以 及 sparse fusion,这些手段使得神经网络，如ResNet50的性能获得了极大提升。如图 2-3-5 所示，这是一种残差结构的 Conv 层与 Eltwise层的融合，图左半部中的卷积层（Conv）res2a_branch2c和 Eltwise 层 res2a_relu 被融合到一个新的卷积层 res2a_branch2c 中（图右半部所示），有效地提升了 ResNet 类网络模型的性能表现。同时，面向英特尔 架构优化的 Caffe 还对 INT8 有着良好支持，并提供了 calibration 工具，可帮助用户将神经网络无缝转换到 INT8，以大幅提升性能。一项测试表明，与使用 BVLC Caffe 相比，面向英特尔 架构优化的 Caffe 在英特尔 至强 可扩展处理器上，通过加入层融合技术，使用 ResNet50 卷积神经网络在同等测评环境中执行 AI 推理，如图 2-3-6 所示，单位时间推理性能可提升达前者的 51 倍之多，推理时长则缩短至前者的 4.7。图 2-3-5 Conv 层与 Eltwise 层融合res2a_branch1res2a_branch1res2ares2a_relures2a_branch2ares2a_branch2ares2a_branch2bres2a_branch2bElement-wise SumFused Convolution andElement-wise Sumres2a_branch2cres2a_branch2cConvolution27 该数据援引自Highly Efficient 8-bit Low Precision Inference of Convolutional Neural Networks with Intel Caffe一文：https:/arxiv.org/pdf/1805.08691.pdf，测试配置如下：卷积模型：ResNet50，硬件：AWS single-socket c5.18xlarge。3736英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇28 数据源引自 https:/ 深度学习加速技术在第二代英特尔 至强 可扩展处理器中，加入了对 INT8 有着良好优化支持的英特尔 深度学习加速技术，它能够在不影响预测准确率的情况下加速多种深度学习模型在使用 INT8 时的推理速度，有效提升用户深度学习应用的工作效能。在图像分类、目标检测等深度学习场景中，采用 INT8 等较低精度的数值替代 FP32 是一种良好的性能优化方案。低精度数值可以更好地使用高速缓存，增加内存数据传输效率，减少带宽瓶颈，且在充分利用计算和存储资源的同时，还能有效降低系统功率。另外，在同样的资源支持下，INT8 还可为深度学习的推理带来更多的每秒操作数（Operations Per Second，OPS）。英特尔 深度学习加速技术通过 VNNI 指令集，提供了多条全新的 FMA 内核指令，用于支持 8 位或 16 位低精度数值相乘，这对于需要执行大量矩阵乘法的深度学习计算而言尤为重要。图2-3-6 面向英特尔 架构优化的Caffe在英特尔 至强 可扩展处理器上加入 优化方案后，在推理吞吐量和推理时长性能上与BLVC Caffe对比BLVC Caffe面向英特尔 架构优化的Caffe FP32基准BatchNorm层展开后融合融合的卷积层和Relu层融合的卷积层和Element-wise 求和层消除稀疏性面向英特尔 架构优化的Caffe FP32基准BatchNorm层展开后融合融合的卷积层和Relu层融合的卷积层和Element-wise 求和层消除稀疏性BLVC Caffe400300200008060402006.1131.8推理时长（毫秒）10.77.87.576.25312它使用户在执行 INT8 推理时，对系统内存的要求最大可减少75(，而对内存和所需带宽的减少，也加快了低数值精度运算的速度，从而使系统整体性能获得大幅提升。*更多有关英特尔 至强 可扩展处理器以及英特尔 深度学习加速技术的技术细节，请参阅本手册技术篇相关介绍。利用工具进行模型准确率优化的方法 相似性度量工具在深度学习中，可以使用相似性度量（Similarity）工具来判断两个特征值之间的相似度。不同的工具可以从不同维度来进行相似性度量，比较常见的有以下几种：欧氏距离（Euclidean Distance）：是最常见的距离度量，通过对坐标系中的两个点来计算两点之间的绝对距离，距离越大，相似度越低。向量空间余弦相似度（Cosine Similarity）：使用向量空间图 2-3-7 利用相似性度量工具分析预测失败原因中两个向量夹角的余弦值，来衡量两个个体间的差异。与距离度量相比，余弦相似度更加注重两个向量在方向上的差异，夹角越小，相似度越高。标准化欧氏距离（Standardized Euclidean Distance）：是欧氏距离改进版，在计算各个特征的距离之前，需要先将各个分量进行标准化计算。马氏距离（Mahalanobis Distance）：用来表示点与一个分布之间的距离，简单而言，单一样本和哪个样本集距离最近，就属于该样本集。假阳性预测结果真阳性标注利用相似性度量工具，可以灵活地设计和组合出一系列提升模型训练准确率的方法。例如，通过计算两个特征之间的欧氏距离，来分析预测失败的原因。如图 2-3-7 所示，通过测量假阳性样本在特征抽取层和哪个阳性标注最为接近，可以推导出导致误判的主要原因。层级相关性传播工具传统上，深度学习模型各层之间的信息传递和逻辑，一直像一个黑盒一样难以回溯，利用层级相关性传播（Layer-wise Relevance Propagation，LRP）工具可以在一定程度上帮助用户解决这一困惑。LRP 工具是利用计算相关性，将相关性逐层向后传播，具有较好的回溯性。同时，利用这一机制，系统也可以推导出哪些因素对预测结果起到的作用更大，从而提升模型准确率。如图 2-3-8 所示，在医疗图像分析预测的 AI 应用中，利用LRP 工具，可以看到不同像素点对于推理结果的效果，并形成热力图，从而帮助方案推导出哪个像素点对最终的预测结果起的作用更大。图 2-3-8 利用 LRP 检测不同像素点对于推理效果的作用原始推理图片热点图江丰生物利用 AI 技术提升 高危病筛查效率背景当高危病在早期被发现并有效预防，就能帮助病患尽早确诊及早治疗，挽救病患生命。江丰生物与英特尔一起，开始利用先进的 AI 技术，构建和优化基于病理切片的高危病筛查 AI 解决方案，致力于推动高危病的有效防范与治疗。目前，有几个因素制约着方案的筛查效率和准确率，使其无法进一步提高。首先是数据标注问题：与其他的医疗数据相比，病理切片的分析数据有其独特之处。如图 2-3-9 所示，病理切片图片会有 1 到 40 倍的不同缩放尺度，缩放尺度较小时，图片基本无法进行标注，而当把图片放大到 20 倍甚至 40 倍时候，只能对整张图片中的很小一部分区域进行人工标注，无法覆盖该切片中的所有问题细胞。图 2-3-9 不同尺寸的病理切片20倍比例1 倍比例40 倍比例2 倍比例3938英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇同时，在目前的标注方案中，通常只关注阳性细胞，对于阴性细胞不够重视。即便对阴性细胞进行标注，也只覆盖到切片级别。对于占总量大多数的阴性细胞，没有有效的利用方案。另外，现有的标注样本严重不均衡，不利于学习效率的提高。另一个需要关注的问题是神经网络的选择。从实践的效果来看，目前常用的细胞病变目标侦测网络可以输出病变细胞所在位置矩形坐标以及病变细胞具体的描述性（The Bethesda System，TBS）分级，但单独的目标侦测网络并不能很好地解决标注完整性问题。为解决以上这些问题，江丰生物与英特尔一起，从以下几个维度展开优化，以提升筛查深度学习模型的工作效率：优化数据清理和预处理流程；构建两阶段端到端神经网络；引入模型准确率优化工具。方案与成效江丰生物联合英特尔构建的基于切片的病变筛查AI解决方案，主要工作流程如图 2-3-11 所示，系统在输入图片后，经由数据预处理、分类卷积神经网络和后处理阶段，分别得到阳性预测在优化数据清理和预处理流程中，针对切片图像的不同缩放尺度问题，方案将切片缩放尺度较大、且阳性标注为细胞/细胞块级的病理切片图像，采用从大切片图像上裁剪小图的方式来得到训练数据。而针对切片中样本不均衡的问题，训练集采用了阳性：阴性=1:5 这一比例，同时，由于阳性标注样本相对较少，方案也对样本进行了旋转，以扩大样本的多样性。同时，为了提升阴性细胞样本的利用效率，方案假设阴性切片中所有细胞均为阴性细胞，阴性切片的训练集从每一张阴性切片上按比例随机裁剪（目的是除去切片边缘干扰）。而对阳性切片的训练集，则直接根据在阳性切片上标注的坐标中心点，加上合理的随机偏移量裁剪为 512*512 的子图。为提升识别准确率和效率，方案创新地构建了两阶段端到端神经网络。其中，阶段一为分类卷积神经网络，阶段二为目标侦测神经网络。如图 2-3-12 所示，分类卷积神经网络的主要作用是在每张切片产生的滑动窗上进行二分类推理，并对该切片所有的滑动窗结果进行融合处理，从而得到切片级推理结果。图 2-3-11 优化后的方案流程图 2-3-10 标注不够完整的病理切片图片此外，在标注过程中，也存在着标注不完整的问题。有时，标注人员只会标注视野中最严重的问题细胞。如图 2-3-10 上方所示，右下角蓝框中的严重病变细胞被标注了出来，但未标注左上角的红框中的弱阳性细胞；而图 2-3-10 下方，则出现了标注位置不够精准的情况。输入图片数据预处理后处理目标预测网络医生审查分类卷积神经网络阳性预测阳性识别阴性预测和阴性预测。对于阳性预测，方案则进行第二阶段的目标侦测网络（基于 ResNet50）模型的训练，然后进行阳性识别的推理过程，并交由医生做最终审查。图 2-3-12 基于滑动窗操作的分类卷积神经网络目标侦测网络则是用于对上一阶段确定为阳性的切片进行进一步的阳性区域侦测。在模型训练的过程中，方案采用了以下的优化方案来提升训练效果：模 型 采 用 了 在 Imagenet 数 据 集 上 具 备 优 异 性 能 的ResNet50 来进行训练；训练集准备好后会对其进行旋转，然后按中心点裁剪到224*224 做均值（Normalize）和归一化（Scale）处理，接下来开始模型训练；鉴于训练集中的正负样本数量较为悬殊，方案将训练好的部分阴性切片和部分阳性切片的子图做集合，递增地加入到训练集中，形成迭代训练。训练集阳性：阴性比为 1:5，从而进一步提升模型的准确率；方案中也加入了相似性度量（Similarity）工具和层级相关性传播（LRP）工具来提升模型准确率。江丰生物和英特尔一同测评了优化后的基于切片的病变筛查 AI解决方案，基于 5,961 张精准标注样本进行了训练，并在 246张测试集上评估了不同的模型。评估结果表明，加入分类网络后的优化方案，其准确性比单独的目标侦测网络方案有了大幅提升。如图 2-3-13 所示，可以看出，加入分类网络后，当其敏感度（真阳性率，TPR）为 96%时，特异度（真阴性率，TNR）接近 70%；而在单独目标侦测网络方案中，特异度仅为 40%左右29，这意味着准确性获得了大幅度的提升30。滑动窗model:org dataset:1 AUC=0.90目标侦测网络 ROC 曲线分类网络 ROC 曲线TPRTPR1.0-0.8-0.6-0.4-0.2-0.0-1.0-0.8-0.6-0.4-0.2-0.0-0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0ROC AUC=0.9587582289918682图 2-3-13 优化方案与传统方案准确性对比29 该数据援引自江丰生物与英特尔发布的基于深度学习的病理图像分析30 数据所使用的测试配置为：双路英特尔 至强 铂金 8280 处理器，2.70GHz；核心/线程：28/56;HT：ON；Turbo：ON；内存：192GB DDR4 2933；硬盘：英特尔 固态盘 SC2KG48；网络适配器：英特尔 以太网网络适配器 X722 for 10GBASE-T；BIOS：SE5C620.86B.02.01.0003.020220190234；操作系统：CentOS Linux 7.6；Linux 内核：3.10.0-957.el7.x86_64；编译器版本：ICC 18.0.1 20171018；Caffe 版本：面向英特尔 架构优化的 Caffe 1.1.0；工作负载：ResNet50 with 2 classes，130 张图像每秒。背景随着近年来 AI 技术在医学领域的应用取得飞速发展，基于深度学习/机器学习方法的智能化病理分析和诊断技术、正被逐步用于肺部疾病筛查中。作为一家专业从事数字病理系统开发和生产的高科技生物信息技术企业，江丰生物正致力于以高精度数字化病理切片扫描仪代替传统的显微镜，实现对传统病理切片的数字化转换，并利用基于 AI 的医疗影像处理技术推进智能化病理分析和诊断。现在，针对制约肺部疾病筛查与诊治中的一系列问题，江丰生物正通过筛查系统来推动新型智能化检测技术在该领域的应用。基于深度学习方法的肺部疾病筛查系统江丰生物肺部疾病筛查系统，旨在将目标病菌涂片转变为切片数字图像，以便于图像信息的保存和传输，同时在此基础上开发目标病菌相关筛查功能，帮助医生大幅提高判读效率，且解决目标病菌涂片分级的客观性、易控性和重复性问题。筛查系统基本工作流程如图 2-3-14 所示，首先会应用荧光扫描仪和标注服务平台，对数以千计的目标病菌涂片进行扫描，然后在扫描文件上对目标病菌进行标注。其后再基于深度神经网络进行深度学习，使模型精确识别出目标病菌，以及背景细菌/杂质的语义特征。江丰生物以 AI 技术助力肺部疾病筛查图 2-3-14 筛查系统基本流程TNRTNR4140英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇小结利用深度学习的方法来对病理切片图像等做出快速检测，不仅可以大大提升医疗机构病理检测的生产力，消弭因专业病理科医生不足带来的一系列问题，也能为病患带去更精确、更及时的治疗方案。目前，基于图像分类和目标检测的病理切片检测AI 应用，已在众多医疗机构进行了落地部署，并获得良好的反馈。英特尔 架构处理器、面向英特尔 架构优化的 Caffe、英特尔 深度学习加速技术等在内的一系列英特尔先进产品和技术，已在众多应用场景中，助力基于深度学习的病理切片检测应用大幅提升其工作效率。例如英特尔 架构处理器对大内存的良好支持，使得在模型训练中可以设定更大的 Batch Size，从而大幅提升训练效率；再如面向英特尔 架构优化的Caffe，以及英特尔 深度学习加速技术对 INT8 的良好支持，可以有效提升推理效率，提升病理切片分析的实时性。随着英特尔 至强 可扩展处理器持续迭代以及其他英特尔新产品、新技术的到来，用户可以基于这些更新的软硬件，来构建训练和推理性能更为强大的 AI 应用。同时，英特尔还计划针对更多的深度学习模型开展推理优化研究，以帮助更多的病患赢得宝贵的治疗时间和效率。为使系统达到医疗机构应用所需的高效、可靠以及高可用的要求，江丰生物对系统做了如下性能设计：单片识别速度：基于通用 PC 硬件，可达到单例在 180 秒内完成所有指标识别；目标病菌检测：目标病菌检测精准率 APIOU=0.5 大于80%；痰涂片阴阳性定量分级：分级准确率（1 内）达到85%以上。为达成以上目标，江丰生物将病理学与先进的深度学习/机器学习方法相结合，并如图 2-3-15 所示，制定了以下的技术路线设定：在训练阶段，经由涂片扫描数字化、数据标注与数据增强、前景检测模型等步骤，对目标病菌分类器模型（典型的例如ResNet50）实施训练；在应用阶段，首先通过高性能数字切片扫描仪，得到目标病菌涂片的数字图像，然后采用滑窗法，提取用于深度学习推理的图像 Patch。在获得 Patch 推理结果后，再通过非极大值抑制（Non Maximum Suppression，NMS）算法，剔除重复识别及识别置信度低的检测目标，最终保留高精度的单视野内检测结果；重复以上应用阶段的推理和 NMS 计算过程，最终生成全视野识别的可视化结果与指标，并以此作为辅助筛查系统的输入，为医生显示病历信息、数字图像、目标病菌位置/数量以及涂片分级结果等信息，助力其快速筛查诊断病情。得益于英特尔 架构处理器的优异性能以及针对性的优化方案，江丰生物筛查系统已在诸多医疗机构获得了广泛的部署与应用。来自一线的数据反馈表明，新方案能够保持 86.8%的精准率 AP，以及 88.9%的涂片级分级准确率35，并满足在80 秒36内对目标病菌涂片完成数字化扫描和涂片定量分级，获得了医院、医生和患者的一致好评。图 2-3-16 方案优化前后性能归一化对比 31、32 该数据援引自江丰生物内部数据统计。33 该数据援引自江丰生物内部数据统计。34 测试工作负载：Medical Image detection,detectron2（detectron2 0.1.1），平台：Dell PowerEdge R740；处理器：双路英特尔 至强 金牌 6252 处理器，2.10GHz；核心/线程：24/48;超线程开启；睿频开启；内存 192GB DDR4（12 x 16384 MB 2666 MT/s）；存储：1x 英特尔 1.8T SSD（英特尔 SSDSC2KB01）；网络适配器：英特尔 C621(1 x 英特尔 X722 for 10GBASE-T)；操作系统：Ubuntu 18.04.4 LTS（Kernel：5.3.0-51-generic）；深度学习框架：PyTorch 1.4；库：英特尔 MKL-DNN v0.21.1；实例数：1；优化方案：处理器：双路英特尔 至强 金牌 6252 处理器，2.10GHz；核心/线程：24/48;超线程开启；睿频开启；内存 192GB DDR4（12 x 16384 MB 2666 MT/s）；存储：1x 英特尔 1.8T SSD（英特尔 SSDSC2KB01）；网络适配器：英特尔 C621(1 x 英特尔 X722 for 10GBASE-T)；操作系统：Ubuntu 18.04.4 LTS（Kernel：5.3.0-51-generic）；深度学习框架：PyTorch 1.6；库：英特尔 MKL-DNN DNNL v1.2.0；实例数：24。35 该数据援引自江丰生物内部数据统计。36 工作站配置：主板：X11DPI-N，CPU：英特尔 至强 金牌 6240R 处理器（24Core，2.4GHZ），内存：192GB DDR4（12 x 16GB，2666MT/S），Raid 卡：LSI 9361-8I，存储：2x Intel 960G SSD，4x 4T SATA 3.5 寸 多实例异步处理：英特尔 架构处理器不仅具有多核特性，还对大内存有着良好支持，新方案采用多实例异步并发进行处理，能充分利用多核大内存平台带来的优势，以使用 20个实例进行处理为例，此项优化经评估可获得约 500%的FPS 性能提升；33 整体流程优化：基于上述优化点，新方案还引入了多实例处理，采用数据加载 DataLoader，对数据输入进行优化，去除冗余部分等方法，使系统的最终工作速度得到了充分优化。为了验证优化方案在实践部署中的性能表现，江丰生物与英特尔一起，对优化方案进行了测评，测评结果如图 2-3-16 所示。经过各方面优化的方案，性能表现是未优化方案的 11.4 倍。34图 2-3-15 目标病菌辅助筛查技术路线图可以看到，与传统计算机视觉方法相比，上述基于深度学习方法的新方案有着检测精度高，形态适应性强，模型更具鲁棒性等优势。基于英特尔技术的优化方案与成效江丰生物在实践部署中发现，医疗机构既有的信息化系统通常都基于 x86 服务器，尤其是基于英特尔 架构服务器构建。为了帮助医疗机构最大程度地在既有信息化系统上获得更优的处理效能，并有效降低成本，江丰生物与英特尔展开深度合作，在英特尔 架构平台上对算法模型实施优化，获得更佳的推理速度。新的优化方案基于PyTorch深度模型框架自带的profile模块，对模型的各个模块、kernel 运行时间，以及处理器资源占用率等指标进行了全面评估，并采取以下优化措施：PyTorch 优化：优化前使用的 PyTorch 版本为 1.4，新方案升级到 1.6 版本，其对 native_batch_norm 进行了优化，此项优化经评估可获得约 22%的 FPS 性能提升；31 内存管理优化：考虑到系统内各框架频繁的申请/释放内存过程会消耗大量资源和时间，于是新方案引入 jemalloc 用于动态管理优化内存的分配，此项优化经评估可获得约 18%的 FPS 性能提升；32数字切片视野数字切片结果辅助筛查杆菌识别等级：P3 识别置信分数：86 分杆菌识别总条数：4085 条存在杆菌视野数：204 个训练阶段应用阶段前景检测模型数字切片视野（标注）目标病菌分类模型目标病菌智能分析11.414342英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇AI 技术助力药物研发深度学习方法加速药物筛选基于 HCS 的表型分类越来越多的新技术正被运用于加速药物研发进程。基于细胞图像的高内涵筛选（High Content Screening，HCS）方法是目前在系统生物学和药物研发领域常用的自动化分析方法之一，也是 AI 技术在药物发现早期环节的重要应用。其通过显微成像法获得的图像信息，来分析和获得由遗传或化学处理诱导的细胞表型特征。在这一流程中，对细胞图像的表型检测、分析和分类是最重要的几个环节。但生物学分析过程的固有复杂性和细胞测定的固有可变性，对细胞图像中的表型分析带来了严峻挑战。传统细胞表型特征提取的图像分析方法主要由一系列独立的数据分析步骤组成。如图 2-4-1 所示，在输入原始图像后，首先利用目标检测（Object Detection）方法，在细胞层级或图像层级上提取特征，随后对这些特性进行转换（选择、标准化等），最后是总结归纳相关特征，并作为预测表型的分类算法的输入。尽管以上的特征检测、分析和分类方法已经在大量药物研发过程中获得成功应用，但其仍存在许多局限性。例如对于对象分割、降维和表型分类，通常需要大量的先验知识，例如所预期的表型几何形态（The geometric properties of the expected phenotypes）要对每个测定流程进行定制。同时，采用传统的 HCS 方法，执行每一个步骤，都涉及方法的定制以及参数的调整。而在对整个分析流程的性能调优过程中，如何对所有参数进行联合优化，以达到性能最优化，目前仍面临挑战，因此整体效率还有待提高。为此，更多基于深度学习的 AI 方法正逐渐被引入基于细胞图像的 HCS 表型分类工作。输入图像目标检测特征提取选择和简化归类细胞目标细胞特征特性转换表型几率图 2-4-1 传统的 HCS 方法基于深度学习的 HCS 方法37 背景在传统的 HCS 图像分析方法中，会将图像数据转换为不同的抽象级别，例如像素亮度（Pixel Intensity）等。在深度神经网络等深度学习方法中，可以通过一个框架来对这些图像数据中的分层抽象进行计算和分析，但这些方法在很大程度依赖手动定义的特征。与之相比，CNN 能够自动地从图像中学习和提取特征，因此在对细胞图像的表型预测中具有更好的效率。CNN 网络通常包括了输入层、卷积层、ReLU 层、池化层、全连接层等。其中卷积层通过计算层输入（例如原始图像或前一卷积层的输出）和多个二维卷积核之间的卷积，来获得图像中的二维几何信息。每个卷积核都可编码一个几何特征（Geometric Pattern），并可卷积得到一个卷积核映射（或特征映射），该映射是一个基于像素的非线性激活函数，并会被传递到后续的卷积层，获得更复杂的模式。最后，卷积层的输出被送至全连接层，并以前反馈的方式对给定的输入生成预测。假设 CNN 的输出层有 Np个待分类的表型，那么对于给定的输入图像 x，网络将在输出层为计算每一路 j 单元的激活函数aj（x），并基于此计算一个向量，k可以构成一个概率质量函数，用于覆盖 Np个待分类的表型：37本节中有关基于 CNN 及 M-CNN 的 HCS 的技术描述，详情请参阅：Godinez et al,A multi-scale convolutional neural network for phenotyping high-content cellular images.Bioinformatics,2017其中，k 为表型的序号，根据这些概率，可以得到表型的预测值为：42实战篇4544英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇软硬件配置建议 对于利用AI技术来加速药物研发，可以参考以下基于英特尔 架构平台的软硬件配置，来进行系统部署。图 2-4-2 M-CNN 架构示意图名称规格处理器英特尔 至强 金牌 6240 处理器或更高超线程ON睿频加速ON内存16GB DDR4 2666MHz*12 及以上存储英特尔 固态盘 D5 P4320系列及以上操作系统CentOS Linux 7.6或最新版本Linux 核心3.10.0 或最新版本编译器GCC 4.8.5 或最新版本TensorFlow 版本面向英特尔 架构优化的 TensorFlow v1.7.0 或最新版本Horovod0.12.1 或最新版本OpenMPI3.0.0 或最新版本由此可知，诸如层数、卷积层内单元数量，以及卷积核和池化因子的大小选择，都会对预测性能带来影响。而在细胞表型分类中，存在着另外一个问题，即由于细胞本身大小不同，显微成像大小不同，导致在图像数据中往往存在着较大的空间差异，此时如果仍沿用经典的 CNN 网络结构，可能会造成准确率的下降。多尺度卷积神经网络（Multi-scale Convolutional Neural Networks，M-CNN）可以较好地解决这一问题。与经典 CNN 网络结构相比，其加入了并行的多尺度分析，对于不同尺度上的图像，可以使用不同的 CNN 网络，以独立的方法进行训练。图 2-4-2 展示了一种具有 7 个尺度的 M-CNN 网络结构，缩放尺寸自上而下逐渐变化。网络在其输入层将输入图像的七个不同尺度的缩放版本，并使用三个卷积层的序列，处理每一个尺度的缩放图像。每个尺度的卷积路径均独立于其他尺度，而在每个尺度的最后一层，都通过汇集方法将得到的卷积核映射缩放到最粗的尺度，并链接起来，用作最终卷积层的输入，最终的输出层将会输出每个表型的生成概率值。在单计算节点上，M-CNN 方法遇到的问题之一是内存容量问题。通常而言，深度学习网络的效率可以随着 Batch Size 的增加而有一定程度的提高。用于高内涵筛选的细胞图像通常图 2-4-3 不同 Batch Size 下的内存需求量图 2-4-4 典型的计算节点中双路英特尔 至强 可扩展处理器的划分基于英特尔 至强 可扩展处理器的优化提升单计算节点训练效率一款新药的研发时间往往长达数年，而其背后常常伴随着患者焦急的等待。为了进一步提升基于 M-CNN 网络模型的 HCS方法在药物发现工作中的效率，进而让研发得以加速，已经推出了一系列针对英特尔 至强 可扩展处理器的优化方案，其包括提升单计算节点吞吐量、提升多计算节点效率等多种方法。首先，在单计算节点上启动 M-CNN 模型进行训练代码如下：英特尔 至强 可扩展处理器对大内存有良好的支持能力，可以有效解决随 Batch Size 增加而带来的大内存需求，其更优化的微架构、更多的核心数量以及对更快、更大容量内存的控制和调度能力，使基于 TensorFlow 框架构建的 M-CNN 方法得以轻松展开。在一项使用 Broad Bioimage Benchmark Collection 021（BBBC-021）数据集38所做的测试中，输入的显微镜图像尺寸为 1024*1280*3，在 Batch Size 为 32 时，单一 TensorFlow 工作进程（Worker）下，处理速度达到 13张每秒。但这一处理速度对于多达成千上万张图像的数据集而言，整个训练过程仍显漫长，效率亟待提高。通过NUMA技术的引入，以及基于分布式深度学习框架Horovod的权重同步技术，可以让用户在TensorFlow框架下，同时使用四个TensorFlow工作进程。如图2-4-4所示，在一个典型的计算节点中部署的双路英特尔 至强 可扩展处理器，可以被划分为4个计算区域，每个区域分别执行一个TensorFlow工作进程。38 BBBC-021:Ljosa V,Sokolnicki KL,Carpenter AE,Annotated high-throughput microscopy image sets for validation,Nature Methods,2012英特尔 至强 可扩展处理器英特尔 C620 系列芯片组英特尔 以太网网络适配器X722英特尔 Omni-Path 光纤英特尔 Omni-Path 光纤英特尔 至强 可扩展处理器英特尔 UPI有着较大尺寸，再加上多尺度联合操作，当 Batch Size 增加到一定量后，所需的内存容量会很大，如图 2-4-3 所示，当Batch Size 为 32 时，系统所需内存达到了 47.5GB。80GB47.5GB30.9GB17.5GB13.3GB481632644746英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇利用 NUMA 的技术特性，可以绑定处理器的不同核心以及不同内存来执行训练，而互相之间不会有计算资源和存储资源的竞争。各个计算区域之间，使用英特尔 超级通道互联（Intel Ultra Path Interconnect，英特尔 UPI）技术实现权重同步。通过这种方式，训练模型的吞吐量可获得进一步的提升。如图2-4-5所示，使用四个TensorFlow工作进程后，在同样 Batch Size 为 32 时，处理速度达到 16.3 张每秒，效率提升达 25.4%。提升多计算节点训练效率除了提升单计算节点训练效率之外，利用分布式训练技术方式也可以进一步提升训练效率。在经典的 TensorFlow 分布式架构中，需要使用参数服务器的方法来平均梯度，每个处理线程都可能作为工作线程或参数服务器。前者用于用户处理和训练数据，计算梯度，并把它们传递到参数服务器上进行平均。但在这一方法中，如果参数服务器的处理能力不足，可能会造成系统的整体性瓶颈。同时，为了实现最优化性能，使用者在一开始就需要指定合适的初始工作线程和参数服务器，但稍有不慎就会带来性能的下降。新的开源 TensorFlow 分布式深度学习框架 Horovod 可以有效解决这一问题。其引入的 Ring-allreduce 算法构建了新的通信策略，允许工作线程来平均梯度，而无需再加入参数服务器。图 2-4-6 Ring-allreduce 算法示意图图 2-4-5 TensorFlow 中四个工作线程与单个工作线程性能对比如图 2-4-6 所示，在 Ring-allreduce 算法中，每个工作线程首先根据各自的训练数据分别进行梯度计算，得到梯度信息。每个工作线程与其他 N-1 个工作线程进行 2*（N-1）次通信。在这一过程中，一个工作线程发送并接收数据缓冲区传来的梯度信息，每次接收的梯度信息被添加到工作进程缓冲区中，并替代上一次的值。所有的工作线程将在发送和接收 N-1 个梯度消息之后，收到计算更新模型所需的梯度。这一方法可以最大化地利用网络能力，避免计算瓶颈出现39。在此通信策略基础上，Horovod 通过开放消息传递接口（Open Message Passing Interface，OpenMPI）建立基于 TensorFlow 的分布式系统。39 相关技术描述详情，请参阅：Alex Sergeev，Mike Del Balso，Meet Horovod:Ubers Open Source Distributed Deep Learning Framework图 2-4-7 M-CNN 网络训练过程中的 LR 调整由此，M-CNN 网络在多计算节点上的训练命令如下：指数式衰减急剧衰减随着 Batch Size变化扩展 LR起始使用单节点范围 LR0.0350.030.0250.020.0150.010.00500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 另一个可以对多计算节点训练效率进行优化的方式是收敛和调整学习率（Learning Rate，LR），不同训练阶段的 LR 大小是深度学习中非常重要的设置项，LR 过大会造成振荡，过小则会收敛速度慢且易过拟合。在基于 TensorFlow 框架构建的M-CNN 模型训练过程中，可以采用如下的 LR 调整方法来获得性能优化。40更多 LR 设置技术详情，请参阅：Yang You et el,2017,“ImageNet Training in Minutes”即便在采用 Horovod 框架的情况下，所需要传递的梯度信息仍然可观。例如在使用 BBBC-021 数据集所做的测试中，梯度信息大小为 162.2MB。如图 2-4-7 所示，在训练之初，首次迭代先使用单节点的LR，随后将其扩展到全局的Batch Size参数。在其后的迭代中，LR 以指数方式衰减，从第 14 次迭代开始，LR 出现一个急剧衰减40。16.3 张每秒200.0180.0160.0140.0120.0100.080.060.040.020.00.0206420187.0GB125.4GB91.0GB64.3GB52.8GB613 张每秒908070605040302010080GB47.5GB30.9GB17.5GB13.3GB480864204948英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇方案中部署了 8 个基于英特尔 至强 可扩展处理器的节点，使用 BBBC-021 数据集，图像总量为 1 万张，尺寸为1024*1280*3。在超过 20 次的训练后，如图 2-4-9 所示，训练时间总长约为 31 分钟，准确率超过 99%。同时，方案在使用 NUMA 技术形成 32 个 TensorFlow 工作进程（每个节点4 个工作线程）后，处理能力达到了每秒 120 多幅图像，与未优化前相比，性能获得了显著提升。图 2-4-9 诺华优化后方案的训练效果图 2-4-8 用于 HCS 的显微镜图像与常见图像数据集对比大尺寸的显微镜图像，与其带来的数百万个参数，加之一次训练图像数千个的规模，既对系统内存形成挑战，也带来巨大的计算负荷。为了有效应对这一挑战，双方采用了一系列深度神经网络优化和加速技术，帮助系统能够在更短的时间内处理多个图像，并保持准确率。优化方案与成效优化方案在两个方面对基于英特尔 至强 可扩展处理器所部署的 M-CNN 模型的训练进行了加速。首先、在单计算节点，充分利用英特尔 至强 可扩展处理器对大内存的良好支持，使方案可以采用大 Batch Size（方案中设为 32），并利用 NUMA 技术增加工作线程来提升训练效率；其次、在多计算节点，引入了开源的 TensorFlow 分布式深度学习框架Horovod，来大幅提升 M-CNN 模型在多节点下的训练效率。同时还设计、采用了优化后的学习率收敛和调整方法来提升性能43。现在，英特尔和诺华的生物学家、数据科学家们希望通过基于优化的英特尔 至强 可扩展处理器上部署的 M-CNN 网络，来加快 HCS 分析。在这项联合工作中，该团队专注于整个显微镜图像，而不是使用单独的流程来首先识别图像中的每个细胞。而且，其使用的数据集 BBBC-021 数据集中的显微镜图像可能比常见深度学习数据集中的图像大得多。41 该数据援引自 https:/ ImageNet:Russakovsky O et al,ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge,IJCV,201543 数据所使用的测试配置为：双路英特尔 至强 金牌 6148 处理器，2.40GHz；核心/线程：20/40;HT：ON；Turbo：ON；内存：16GB DDR4 2666*12；硬盘：480GB 英特尔 固态盘 OS drive*1，1.6TB英特尔 固态盘data drive*1；网络适配器：英特尔 Omni-Path主机结构接口（HFI）；BIOS：SE5C620.8 6B.02.01.0008.031920191559；操作系统：CentOS Linux 7.3；gcc版本：6.2；TensorFlow版本：面向英特尔 架构优化的TensorFlow v1.7.0；Horovod版本：0.12.1；OpenMPI：3.0.0；ToRSwitch：英特尔 Omni-Path架构工作负载：Broad Bioimage Benchmark Collection*021（BBBC-021）数据集，1万张图像，图像尺寸为1024*1280*3。诺华利用深度学习提高药物研发效率背景作为全球领先的医药企业，诺华正积极借助数字化转型来保持其在药物创新、疾病诊断和药物研究等方面的竞争优势，而“AI 药物发现”是其面向未来药物研发进程中的重要一环。现在，诺华正与英特尔一起，合作研究使用深度学习的方法来加速 HCS 进程。细胞表型的 HCS 是目前诺华进行早期药物发现的重要方法之一。所谓高内涵是指使用经典图像处理技术，从图像中提取的数千个预定义特征（例如大小、形状、纹理等等）的丰富集合。HCS 允许分析显微图像，以研究数千种遗传或化学处理对不同细胞培养物的影响。利用深度学习方法，诺华可以从数据中“自动”学习，并区分一种治疗与另一种治疗的相关图像特征，但细胞显微镜图像巨大的信息量使这一方法仍需耗费大量时间其图像分析模型的训练时间约为 11 小时41。如图 2-4-8 所示，左侧是一个用于 HCS 的显微镜图像，其单张像素接近 400 万，而右侧是来自著名的 ImageNet 数据集42的图像，其训练数据集单张图像为 15 万像素，双方相差 26 倍。小结一款新药从发现、试验到生产，动辄数年，期间伴随着患者及其家属的殷切期待。利用 AI 技术来加速药物研发进程，不仅是众多制药企业加速创新，保持核心竞争力的普遍选择，也是让科技造福人类，助力创造健康生活的重要体现。为此，英特尔也与众多制药企业一起，为加速 AI 方案在药物研发中的应用而努力。通过合理的优化方案，英特尔 至强 可扩展处理器在内的先进技术与产品，可以为基于深度学习的 HCS 等 AI 应用提供出色且可靠的大内存支持，以及大 Batch Size 与多 TensorFlow工作进程支持，来加速单节点或多节点的训练效率，并以高带宽、低延迟的先进互联架构来对 Horovod 分布式训练框架提供支撑，进而大幅加速诺华等药企的药物研发进程。目前，基于英特尔 至强 可扩展平台的一系列 AI 应用，已在众多制药企业获得了落地部署，并获得了良好的效果。值得一提的是，虽然本文中的测试是基于英特尔 至强 金牌 6148 处理器展开，但随着第四代英特尔 至强 可扩展处理器等 英特尔硬件与技术的推出与应用，用户在未来实际部署中可以选用更新的英特尔硬件平台，以及相关软件优化方案来构建性能更强劲的深度学习方案，并获得更佳的训练和推理效果，进而进一步加速药物发现的进程，更好地助力患者治疗与康复。ImageNet1024x1280 x3224x224x35150英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇AI 助力打造更为精准智能的医疗解决方案医疗行业中更多AI 技术的落地应用更多AI 方法被应用于医疗行业近年来，随着不同方向的 AI 技术都获得长足进展，越来越多的 AI 应用也在医疗行业的不同领域获得广泛地落地应用。例如，随着医疗信息化进程的推进，在过去数十年中，医疗数据已逐渐从纸质记录全面走向电子化，这为 AI 方法的应用提供了数据基础。目前，很多医疗机构已经着手部署基于深度学习或机器学习方法的各类 AI 技术，并在医疗科研、临床辅助中取得了良好的成效。在疾病分析领域，一些医疗机构正尝试运用决策树、随机森林（Random Forest，RF）等机器学习算法，对某种慢性病的海量患者数据进行分析，预测该慢性病患病概率。在数据比对中，基于机器学习的这一慢性病患病率预测方法已被证明可比人工具备更高效率。而另一些医疗机构中，基于海量数据构建的机器学习模型正帮助医师高效评估患者的预后风险得分，从而更好地判断患者临床预后情况，为其选择最佳治疗方案。除了对已知疾病实施辅助诊疗外，AI 方法还可帮助医疗机构从大量复杂的医疗记录（例如健康信息系统(HIS)中的海量数据）中，利用 NLP 等 AI 技术梳理预测未知的疾病信号，例如从视网膜眼底图像中预测屈光不正等。本文接下来将就 AI 方法在医疗领域更多的应用方向，包括慢性病预防与诊疗以及放射组学应用等展开描述，并介绍相关的实践案例，探讨 AI 技术在医疗行业中的发展趋势。AI 方法在医疗领域的重要应用方向50实战篇 慢性病预防与诊疗伴随工业化、城镇化带来的生活方式改变，以及人口老龄化进程加速和不健康生活方式的影响，慢性非传染性疾病（以下简称 “慢性病”）已成为中国居民的主要死亡原因。一项数据表明，新世纪以来，中国成人慢性病死亡率已占总死亡率的 86%以上44。因此，慢性病业已逐渐成为重大公共卫生问题。与病原体感染、食物中毒等突发性疾病相比，慢性病具有以下几类特点：慢性病患病人数众多且以中老年人为主，患病率随年龄增长而上升；慢性病多为终身性疾病，治疗护理康复周期长，医疗服务需求量大，护理要求高；大多数慢性病属于不可逆性疾病，不仅影响患者的生活质量，且会给家庭和社会带来沉重经济负担；慢性病往往有交叉并发现象，单一治疗方案难以起效，需多方位综合康复。基于这样的特点，各级医疗机构对于慢性病的治疗，提出了“预防为主、治疗为辅”的策略，但这需要依据患者健康状况做出综合评估，并长期跟踪。现有专科门诊为主的传统医疗模式及一年一次的体检，显然无法达到早筛查、早发现，给与早治疗。逐渐丰富和多元化的医疗数据积累，为 AI 技术在慢性病预防和治疗中的应用奠定基础。通过一定算法，机器学习方法可在患者各项健康数据中发现相应的模式，并通过建模学习这些模式，进而对慢性病进行预测。通过将慢性病预防与诊疗算法部署在医疗机构、康复中心甚至家庭智能设备中，中老年人、肥胖者、烟民等慢性病高风险人群，可以更便捷地得到慢性病风险评估、个性化健康干预以及干预效果长期评估，更好地实现自我健康管理。放射组学应用自 2012 年第一次被提出以来45，放射组学（Radiomics，亦称影像组学，本文中统一采用放射组学）就一直受到医疗行业的热切关注。其是指从CT、MRI、PET等医疗影像中，以（半）高通量方法提取大量影像信息，通过区域分割、特征提取和模型建立等过程，来对影像数据信息进行更深层次的挖掘、预测和分析，从而辅助医生做出更精准的诊断，已在诸多疾病诊断治疗中，发挥着越来越关键的作用。放射组学融合了基因信息和影像多模态信息，可将影像转换为可挖掘的高通量影像特征数据，量化病灶组织的空间-时间异质性，揭示出肉眼无法识别的疾病特征，有效将医学影像转换至高维的可识别特征空间，并使用统计学和/或机器学习的方法，筛选最有价值的影像组学特征用以解析临床信息，从而建立具有诊断、预后或预测价值的模型，为精准个体化诊疗提供有价值的信息。与活检方法相比，放射组学分析不仅可以全面提取病例特征，还可以重复利用数据；与传统医学影像相比，44 数据引自国家卫生计生委疾病预防控制局发布的中国居民营养与慢性病状况报告（2015年）45 放射组学（Radiomics）由荷兰学者Philippe Lambin在其论文Radiomics:Extracting more information from medical images using advanced feature analysis中首次提出：https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4533986/5352英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇在以上流程中，选择合适的特征选择方法将影响整个放射组学系统的预测效率和精度。通常系统需要根据影像采集参数的不同，以及呼吸运动位移带来的干扰等，使用合理的特征选择方法来筛选抗噪声能力强的放射组学特征，并通过调整参数来提高其稳定性。另外，特征选择也是避免“维度灾难（Curse of Dimensionality）”和信息损失的关键环节。针对医疗机构 IT 基础能力储备不强的现状，信息化厂商在提供放射组学方案时，也会引入数据可视化工具来帮助医生，并通过一键式的操作降低使用门槛。在大量医疗影像病灶经输入后，通过一键提取特征值并进行归一化处理，能迅速给出具有统计学价值的特征值，供机器学习模型进行训练，从而有效提升模型效率和精准度。现在，基于放射组学的一系列医疗科研、辅助诊疗方案已在众多医疗机构得到了部署和实践，并在病灶的早期筛查等场景中取得了显著的效果。利用 NLP 技术开展医疗信息整合存储并流转在各个医疗信息化系统中的各类数据有其独有的语言和文本特征，因此，传统的自动化系统很难全面地利用并分析数据，用以提供患者治疗和管理。尤其是非面向医疗行业的应用系统一般都缺乏有效和系统化的方式，来确定医疗数据结构，以及整合并分析数据和结果，势必也难以帮助医生获得洞察并做出更精准的临床决策。NLP 技术的发展可以帮助医疗机构更有效地对不同类型的健康数据开展洞察。一般地，基于NLP技术构建的系统在工作时，44 数据引自国家卫生计生委疾病预防控制局发布的中国居民营养与慢性病状况报告（2015年）45 放射组学（Radiomics）由荷兰学者Philippe Lambin在其论文Radiomics:Extracting more information from medical images using advanced feature analysis中首次提出：https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4533986/关键的算法模块包括了基于医疗文本的命名实体识别模型以及关系提取模型。命名实体识别实体是知识或概念的基本要素。这是一个可以唯一识别并与其他实体区分开的对象。NLP 解决方案中的命名实体识别既可以总结并区分这些在医疗文本中出现的概念，又可以组织概念体系，如患者、患病部位、疾病和症状。命名实体识别模型由一个神经网络模型和一个经过预先训练的语言模型组成。这些模型使机器能够自动识别医疗文本中出现的实体，包括识别实体的边界以及确定实体的类型。关系提取语义关系用以描述实体和概念之间的关联与交互。这些关系是知识的核心组成部分之一。例如，患者和疾病之间存在一种诊断关系，而且疾病有不同的症状。关系提取模型可自动识别文本中不同实体间的语义关系。该模型可以形成三元组，从而生成一个语义网络，匹配文本，对文本进行结构化处理，并以图形数据的形式存储。通过 NLP 技术的加入，医疗机构就有能力将不同维度、具有不同特征的医疗数据，包括临床记录、影像报告、实验室测试、探视记录等开展有效整合，揭示非结构化和不相关的医疗数据点中隐含的信息，提供患者数据的整体视图，帮助医生做出更精准的临床决策，并为患者提供更好的治疗方案，也有助于推进临床研究。利用 OCR 技术加速医疗信息流转传统的医疗信息采集、录入和转化流程中，相关的住院、用药以及就诊等信息的采集和转化都需要人工参与。不仅耗时耗力，而且还可能因为人为疏忽导致错录、漏录等问题。基于 AI 方法的 OCR 技术的推出，成为解决这一问题的良方。作为 CV（计算机视觉研究）领域的重要分支，OCR 技术是利用光学和计算机技术将图像中的字符信息读取出来并转化为系统数据。OCR 系统的工作流程一般可分为以下几个步骤：预处理：对待提取字符信息的图像进行降噪、矫正和加强，包括几何变换（透视、扭曲、旋转等）、畸变校正、去除模糊、图像增强和光线校正等；数据收集VOI 分割特征提取强度特征形状特征纹理特征小波变换及图像滤波特征选择模型训练机器学习模型评价及预测诺模图1、3、5 年复发率等ROC 曲线，敏感性、特异性解剖结构成像组织病理图像临床报告基因表达谱分子分型LASSO 回归筛选单变量选择法逻辑回归决策树随机森林XGBoostSVMKNN方差阈值法主成分分析独立成分分析可重复性检验图 2-5-1 放射组学基本分析流程 文本检测：检测文本的所在位置、范围及其布局，即发现文本所在区域、文本范围有多大。常用的 AI 模型包括 Faster R-CNN、RRPN、DMPNet、CTPN 等；文本识别：这一步是在文本检测的基础上，对文本内容进行识别，将图像中的文本信息转化为文本信息。常用的 AI 模型组合包括 CNN RNN CTC、CNN RNN Attention机制等。目前在医疗行业中，基于 AI 方法的 OCR 技术正为医疗机构的效能提升带来巨大助力。例如在医疗票据录入场景中，不同使用者（医生、病人、病人家属以及医保机构等）都有可能需要将医疗票据中的文本信息录入系统，以便进行下一阶段的操作。通过智能 OCR 产品的应用，可以将上述手动录入流程转化为自动流程，从而提高信息采集、录入和转化效率和正确率，实现医疗信息管理智能化、精细化。放射组学具有高通量、定量、计算速度快、精度高等优点，因而得到了研究人员广泛关注与研究。放射组学基本分析流程如图 2-5-1 所示，分为数据收集、感兴趣容量（Volumes Of Interest，VOI）分割、特征提取、特征选择、模型训练以及模型评价及预测几个主要步骤。在数据收集阶段，系统会将患者的 CT、MRI、PET-CT 等以 DICOM影像格式导入，基因表达谱以及临床报告则以特定的临床信息格式载入，入组数据需要具有相同或相似的采集参数，保证数据不会受到机型、参数的影响。考虑到纳入研究的影像数据可能来自不同的扫描参数或扫描机器，为了尽可能减小由此造成的影像数据差异及其对最后结果的影响，平台会对每例影像进行重采样并通过 BSpline 函数进行插值，以便保证后期处理时每组影像的分辨率相同，并进行信号的归一化处理。VOI 分割是指在影像图像上勾画出感兴趣区域，从而针对这一特定区域计算放射组学特征。特征提取是通过提取强度、形状等特征，将低维视觉特征、高维复杂特征和临床经验特征相结合，来全面分析病灶异质性。然后，通过最小绝对收缩选择算子（Least Absolute Shrinkage and Selection Operator，LASSO）回归筛选、主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA）等特征选择方法，在筛选特定的放射组学特征后，通过逻辑回归，决策树等机器学习方法进行模型训练。最后，系统会通过受试者曲线（Receiver Operating Characteristic Curve，ROC）、诺模图等对模型效果做出评估，并进行预后预测。英特尔 架构提升机器学习方法效率医疗领域中的常用机器学习方法机器学习方法是医疗行业中常用的 AI 技术分支，常见的机器学习方法可以分为分类、回归等不同范畴，以下内容将简要介绍在医疗行业中常用的一些机器学习算法。决策树与随机森林算法决策树是一个树形结构的监督学习模型，模型会对每一个特征进行判断，产生不同的结果并进行分支，每个分支再对特征进行判断、继续分支，直到该分支不满足拆分条件为止，最终推断出分类结果。根节点预测分类结果特征分裂节点，即判断条件图 2-5-2 决策树模型5554英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇决策树的深度增高容易出现过拟合现象，随机森林算法可以有效解决这一问题。简单而言，随机森林作为一种集成学习方法，其用随机方式构建一个决策树森林，当有一个新的样本进入随机森林，就让每一棵决策树都进行一次判断，计算样本的分类，然后通过“投票”的方式来得到预测样本的归类。随机森林既可用于分类，也可用于回归问题，而这两类问题恰好构成了临床诊断中所需要着重解决的一些定性和定量问题，例如特定人群筛查。逻辑回归算法逻辑回归（Logistic Regression，LR）算法是目前常见的机器学习算法之一，其在线性回归的基础上引入 Sigmoid 函数，将线性回归（-, ）值域映射到（0-1）之间，进而用于预测某种疾病发生的概率。例如在传染病防控模型中，将患病毒感染设定为 a=1，未感染设定为 a=0，将 N 个独立样本中的特征值 b（年龄、性别、病史、旅行史、接触史等）引入如下目标函数中：然后利用最大似然求解极大值，并引入正则项优化，惩罚过大参数避免过拟合，从而计算得出最优的参数值。最终，通过样本数据训练得出是否感染的概率模型。AdaBoost 算法采用的是迭代的思想，一般采用单层决策树作为弱分类器。每次迭代只会训练一个弱分类器，然后让计算好的弱分类器参与下次迭代。N 次迭代后会出现 N-1 个训练好、参数不变的弱分类器，以及第 N 个需要进行训练的迭代器，模型的最终效果取决于 N 个弱分类器的综合效果。在AdaBoost 算法的训练过程中，每次迭代均会更改样本权重和对应的弱分类器权重，因此其可以根据不同弱分类器的特性不断进行调整。LR 模型可对连续的数值特征进行离散化，易于模型快速迭代且具有较强的鲁棒性。在对离散后的向量进行特征交叉后，更有助于提升模型表达能力。几种 Boosting 算法集成学习是机器学习中通过一系列弱分类器来产生强分类器的方法，当弱分类器间存在强依赖关系，如图 2-5-3 所示，各个弱分类器之间有着串行关系时，称之为 Boosting 算法。典型的 Boosting 算法包括了自适应提升（Adaptive Boosting，AdaBoost）、梯度提升迭代决策树（Gradient Boosting Decision Tree，GBDT）算法。图 2-5-3 机器学习中的集成学习方法弱分类器#1弱分类器#2弱分类器#3组合输出弱分类器#4弱分类器#NGBDT 算 法 是 由 一 系 列 分 类 回 归 树（Classification And Regression Tree，CART）集合而成的强分类器。CART 回归树是在二叉树上不断根据特征进行分叉，例如当前树节点 J是基于 a 个特征值进行分叉，则特征值小于 b 的样本划分为左子树，大于 y 的样本划分为右子树：CART回归树实质就是在该特征维度上对样本空间进行划分，典型 CART 回归树产生的目标函数为：与 AdaBoost 算法一样，GBDT 算法也采用了迭代的方法，其目标函数也可以表示为：其中正则化参数 0。同时，L1 范数正则化还有更易获得稀疏解的优势，即其求得的 w 会有更少的非 0 分量。LASSO算法求解通常可采用近端梯度下降法（Proximal Gradient Descent，PGD）46。而 LASSOCV 是沿着正则化路径迭代拟合的 LASSO 线性模型，其是基于 LASSO 方法，加上 K-Fold 交叉验证来自动找出最优模型。交叉验证是机器学习方法建立模型和验证模型参数时常用的办法，即将数据集切分成多个部分，每个部分轮流作为测试集，以验证在其余数据上训练出来的模型。K-Fold交叉验证就是将数据集切分为 K 个子集后，进行交叉验证的一种方法。目前 LASSO 算法已被广泛地应用于压缩感知、图像处理、趋势分析等领域。*更多 LASSO 算法内容，可参阅周志华教授所著机器学习西瓜书11.4 节部分内容。当有 k 个样本，其第 N 轮的模型预测结果为：但与 AdaBoost 算法相比，GBDT 算法每一轮预测和实际值有残差，下一轮再根据残差进行预测，最后将所有预测相加，就得到了预测结果，更重要的是，GBDT算法具备较强鲁棒性，对于复杂的数据采集尤为重要。近年来广受关注的 XGBoost 是 GBDT 算法的一个优良扩展和高效实现。其核心思想，就是通过不断进行特征分裂来生成新的分叉树，每添加一个树，其实就是学习一个新函数来拟合上次预测的残差。因此，XGBoost 目标函数可以定义为：46 以上 LASSO 相关算法描述，部分参考周志华教授所著机器学习西瓜书 11.4 节部分内容。与 AdaBoost、GBDT 等算法相比，XGBoost 算法有着如下的优势：XGBoost 支持并行计算，可充分利用处理器的多线程能力，尤其当其工作在英特尔 架构平台上时，能更有效利用英特尔 AXV-512 等新指令集提升矢量计算能力；XGBoost 在其代价函数中引入了正则化项，可以有效地控制模型的复杂度，防止模型过拟合；XGBoost 支持列抽样（column subsampling）方式，不仅能够防止过拟合，还能降低计算复杂度。LASSO 算法众所周知，当模型在样本特征很多且样本数相对较少时，容易陷入过拟合。缓解过拟合问题一般可以用两种方法。一是减少特征数量，二是通过正则化来减少特征参数 w 的数量级。所谓正则化，即是指选择平均损失函数和模型复杂度同时较小的模型。因此，LASSO等算法的目标在于对引入的正则化项（表示模型复杂度的单调递增函数）实施优化，正则化项越大，模型复杂度则越低，过拟合概率也就越低。正则化项可以是模型参数向量的范数，常用项有L1范数、L2范数。LASSO 算法即是对 L1 范数的正则化，其优化目标可表示为：堆栈式集成学习（Stacking）算法在现实机器学习任务中，数据往往存在特征分层的现象，高层级的特征语义信息复杂，往往难以用单层简单模型提取的信息加以表示，因而无法获得好的预测结果。Stacking 默认通过 2 层模型来实现复杂层次特征的提取，以获得对数据更好的拟合。在第一层中，可在原始训练集(Xtrain0,Ytrain)上训练不同类型的基模型(level-0)，并利用基模型骨干网络从原始验证集(Xvalidate0,Yvalidate)的输入上提取特征，合并组成新的训练集(Xtrain1,Yvalidate)，并在原始测试集(Xtest0,Ytest)的输入上提取特征，合并组成新的测试集(Xtest1,Ytest)。在第二阶段，可利用新的训练集(Xtrain1,Yvalidate)和测试集(Xtest0,Ytest)训练不同类型的模型，融合后作为元模型(level-1)。模型部署时，通过 level-0 推理以提取初级特征，并输入 level-1 以输出最终预测结果。当然，为了获取更复杂的语义特征，Stacking 也可以实现从 level-0 到 level-N 层模型的不断堆叠。5756英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇 PCA 算法PCA 算法是一种使用广泛的数据降维算法。降维是对高维特征数据进行的预处理，通过去除高维数据中的噪声和次要特征来加快数据处理速度，提升机器学习模型效率。简单而言，如图 2-5-4 所示，PCA 算法是通过将数据坐标轴（蓝色坐标轴）上的基线（红色线）进行旋转，一直旋转到数据方差最大（三角形数据在基线上投影最大）的方向，然后通过特征值分析来确定需要保留的主成分个数，进而实现数据降维。一般地，假设有 X 行 Y 维原始数据，PCA 算法基本步骤如下：读入数据矩阵，将数据按列组成 Y 行 X 列矩阵 Z；将 Z 的每一行（代表一个属性字段）进行零均值化，即减去这一行的均值；计算协方差矩阵；计算协方差矩阵的特征值及对应的特征向量；将特征向量按对应特征值大小从上到下按行排列成矩阵；保留前 W 行组成矩阵 D；将数据转换到个特征向量构建的新空间，Y=DX 即是降维到k 维后的数据。与其他降维算法相比，PCA 算法有着以下优点：属于无监督学习，不受参数限制；各主成分之间正交，可最大程度消除数据成分间的相互影响；计算开销低，易于实现；能有效去除噪声；可达到数据压缩的效果且信息损失小。基于这些优点，目前 PCA 算法已被广泛运用于高维数据集的探索与可视化，以及数据压缩、医疗/金融数据预处理、语音分析等领域。图 2-5-4 PCA 算法映射示意医疗应用中的高维机器学习模型根据数据的二八定律，传统专家规则系统可以通过人为总结的经验来覆盖 80%的人群。然而，二八定律又叫关键少数法则，也就是说在任何一组事务中，最重要的只占其中的 20%，其余 80%尽管是多数，却是次要的。不过，剩下的 20%人群若通过规则覆盖，需要的维度会高出几个量级。此时如果通过机器学习模型来对医疗数据进行挖掘，将特征维度提升至百万至亿级别，就可以有效覆盖后 20%的长尾用户。具体到医疗应用的具体场景中，传统专家规则系统可能仅通过医学检查结果来判断用户是否确诊，或根据典型症状，例如发烧、起疹子等对疾病进行筛选甄别。而通过机器学习模型，可以通过更多的拓扑关系，例如用户本身的健康记录，是否是某种疾病高危群体等关键信息构成高维组合特征，可以在规则模型的基础上大大提升疾病判断的覆盖面和识别的准确率，在确保提升召回率的同时，还能维持较高的准确率。目前第四范式等企业推出的离散化高维模型，已经可以将维度提升至千万，乃至上亿级别。通过构建高维机器学习模型，可以带来以下几个方面的优势：特征（规则）带来的高维：每个特征对应业务上的一条规则，业务规则是人为总结出来的，数量少（一般千条以内），对真实世界描述能力就差；而高维模型所使用的规则（特征）在百万级，远大于一般业务模型，可以大幅提升对预测和识别的准确率；模型（非线性）带来的高维：包括规则模型在内的线性模型表达能力较弱，且线性模型的非线形化需要基于核函数、手工离散化和特征组合等方法，在学习之前就要付出大量人力工作。而树模型可以通过海量真实数据的输入，产生高度非线性的模型。维度和样本数成指数级关系，对真实世界的表达能力更强；模型融合带来的高维：虽然高维模型表达能力很强，但无限制地提升维度会导致过拟合。而每个分类器通过高维捕捉数据的不同方面，通过模型融合能刻画更高维度。另外模型融合隐含正则，也可以防止出现过拟合。英特尔为高维机器学习模型提供更强硬件基础设施支持高维机器学习模型。不同于一般算法模型，往往构建的是一个巨型的金字塔型数据矩阵，其底层的数据维数可能高达上亿级别，因此其在带来优势的同时，对通用计算能力以及海量内存有着迫切需求，对基础硬件设施的性能要求更高。基于英特尔 架构的处理器更高的处理器时钟频率、更多的处理器内核和线程无疑可为高维模型提供更强算力支撑。第二代英特尔 至强 可扩展处理器不仅具有多达56个处理器内核、112 个线程以及全面升级优化的微架构，还配备了更快、效率更高的高速缓存来提升处理效能，并可支持高达 36TB 的系统级内存容量。其集成的英特尔 AVX-512，可提供更宽的矢量计算功能，能对机器学习中的多种算法提高执行效率给与有力支撑。与此同时，高维模型意味着系统必须应对海量的数据处理。通常，当数据的维度在百万级时，文件大小为 GB 级，而在十亿维度时，文件大小可至 TB 级。机器学习系统无论使用何种算法进行模型计算和更新时，都会产生大量的中间结果数据用于模型迭代，这些中间结果的存储性能显然直接制约了训练速度的进一步提高。同时，在一些场景下，还需要中间数据在发生意外时不会丢失。在传统的基础硬件设施中，高性能的存储需求一般都是由DRAM 内存来承担。但随着数据的维度到达一定量级，就需要更为经济可靠的硬件设施来提供存储能力。以独特的 3D XPoint 存储介质构建、能兼顾高性能和大容量两方面需求的英特尔 傲腾 持久内存显然是良好的选择，其提供了两项高维机器学习模型所需的重要特性：高密度和持久性。前者意味着高达 512 GB/每 DIMM 插槽的内存最大密度，是目前DRAM 内存的数倍，而后者则使得服务器即便发生断电或重启，数据仍可保留。应用案例第四范式构建慢性病预防与管理闭环管理方案 背景慢性病已对人们的生活质量和社会经济造成了巨大的危害，而对抗慢性病最有效的措施是进行有效的预防。如图2-5-5所示，慢性病防治可简略为四步法则：1)为肥胖、吸烟、中老年以及有既往病史者等高风险人群建立健康档案；2)通过科学的方法进行慢性病风险评估；3)采取有效的个性化健康干预方案，例如运动方案、饮食方案等；4)对干预的效果进行长期跟踪，判断风险趋势，调整干预方案。过去，以上工作都需要经验丰富的专业医师、健康专家、营养专家以及运动专家等给出专业的意见。但在医疗资源日益紧张的今天，为大众提供普遍性的专家服务显然并不现实。此外，即便是专家服务，也是依赖个人经验进行判断，难以满足精准与个性化需求。那么，如何利用高科技手段，为更多居民提供高质量慢性病预防和管理服务，就成为众多医疗健康机构和高科技企业新课题。基于丰富的医疗数据，通过机器学习的方法来实施风险评估、个性化健康干预以及干预效果评估，已经成为应对慢性病挑战的有效途径。基于这一模式，第四范式与上海交通大学医学院附属瑞金医院共同合作，结合瑞金医院精湛的专业知识和丰富临床经验以及全球最大的代谢性疾病样本库，使用第四范式的图 2-5-5 慢性病防治四步法建立健康档案慢性病风险评估干预效果长期评估个性化健康干预5958英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇图 2-5-6 慢性病预防管理闭环机器学习“先知”平台，利用国际领先的机器学习技术，同时采用英特尔先进软硬件产品，构建了知宁慢性管理系列产品，包括知宁慢病管理一体机、慢病管理云系统、瑞宁知糖、瑞宁知心、慢病管理随访箱、健康小式机器人等产品，助力医疗健康机构实施慢性疾病的全流程预防管理。方案与成效如图 2-5-6 所示，第四范式开发的慢性病预防管理服务主要由知宁慢病管理一体机和慢病管理云系统组成，用户可以通过登录慢病管理云系统，借助慢病管理一体机进行智能检测，建立自己的慢性病管理档案。检测数据上传到云平台后，通过精准的机器学习模型对检测数据进行慢性疾病风险精准评估，并结合多病种风险因素分析，提供科学、个性化健康干预方案；同时，方案还利用“健康范式”微信公众号及小程序为用户提供智能提醒及跟踪管理服务，实现干预效果的长期评估管理。通过以上的闭环系统，用户即可获得集体检、筛查、干预和管理于一体的全方位慢病管理服务。医师多年的经验积累，往往也只能总结出数千条专家规则，以此来面对当代人多样化的生活方式和更高要求的慢病管理，显然越来越力不从心。云系统通过对检测数据进行切片，形成了超高维的机器学习能力来应对这一挑战。在数据预处理环节，系统首先对全量样本进行数据建模。在特征工程阶段，抽取检测结果数据、用户信息等基本信息，结合检测者的历史医疗记录，家族病史等多样化特征，再利用超高维的机器学习算法，以及基于英特尔 架构处理器的服务器集群所构成的强悍算力，通过对数据原始字段进行超高维组合和衍生，最终形成总量达上千万乃至数以亿计的特征集。与传统机器学习算法相比，第四范式 GBDT 机器学习算法在模型准确度、离散特征使用能力等多个方面都优于决策树等模型，如表 1 所示，第四范式 GBDT 算法可以兼顾模型准确度要求以及防止模型过拟合的要求，同时在支持的建模样本数量和输入特征数量上，也比传统集成学习决策树算法有着大幅提升。知宁慢病管理一体机健康范式公众号知宁慢病管理云系统用户传统决策树算法第四范式 GBDT 算法树的数量单棵树多棵树模型准确度树过深容易过拟合，刻画准确和过拟合难以兼得用很多棵简单的树迭代，不容易过拟合样本数量几百万级上亿级输入特征数千没有限制，由平台节点规模而定离散特征使用能力无法处理大规模离散特征可实现大规模离散特征的处理和使用表 1 第四范式 GBDT 算法与传统决策树算法比较47 数据援引自第四范式第四范式知宁慢病管理一体机产品手册。目前，新方案在多家医疗机构的实践中已被证明具有良好的表现。训练和预测任务提供强劲的算力，让 LASSOCV 和 PCA 算法的执行更具效率。同时，汇医慧影还与英特尔一起，针对算法执行语言 Python进行了优化。由英特尔提供的面向英特尔 架构优化的Python，加入了对更多英特尔 性能库（如英特尔 MKL）的支持，并内置了最新的矢量化指令。更为重要的是，其对Scikit-learn（sklearn）库也有着良好的支持。Sklearn 库是机器学习方法最常用的第三方库之一，对LASSOCV 和 PCA 等常用机器学习算法进行了封装，同时也提供了 K-Fold 交叉验证等方法供用户方便调用。在面向英特尔 架构优化的 Python 中的环境配置命令如下：面向英特尔 架构优化的Python分发包，助力汇医慧影提升放射组学特征选择效率 背景运用放射组学，能进一步挖掘医学影像数据中蕴藏的信息，助力医疗机构更早、更快地发现细微病灶，从而将恶性疾病消弭于早期，来大幅减轻病患的痛苦，且有效提升医疗资源的使用效率，提升全民健康水平。而作为中国放射组学技术与解决方案的积极探索者，汇医慧影正以 AI 一体机等产品与平台，为医疗机构提供“全周期”、“一键式”的影像大数据科学分析能力，为放射组学技术在医疗机构的应用提供工具。从前文所述可知，放射组学的基本流程分为数据收集、VOI 分割、特征提取、特征选择、模型训练以及模型评价及预测等步骤。由于放射组学的思路在于尽可能地提取医学影像中的更多数据特征，需要面对可能的“维度灾难”等问题。机器学习方法中的维度灾难，是指在样本量一定的情况下，随着输入维度的增加，空间数据会变得更为稀疏，这会严重影响模型的预测效果。要解决这一问题，则需要在特征选择阶段选择合适的算法对数据特征进行降维处理。医疗机构部署放射组学方案需要通过大数据集进行训练，从而更精准地对患者的影像数据做出预测，此时就需要特征选择步骤具备更高的处理效率。因此，为方案配备更高处理能力的硬件基础设施，并需要根据算法特点进行针对性的调优至关重要。因应这一需求，汇医慧影不仅引入了第二代英特尔 至强 可扩展处理器作为方案的强大处理引擎，而且采用面向英特尔 架构优化的 Python 版本，来提升 LASSOCV、PCA 等特征选择算法的运行效率。方案与成效LASSOCV、PCA 等算法是在基于放射组学技术的医学影像处理系统中，面向特征选择步骤的最常用算法，能够有效帮助系统缓解放射组学流程中常见的维度灾难问题，并使系统在压缩数据的同时让信息损失最小化，同时还有助于数据可视化，使信息呈现更直观。汇医慧影在 AI 一体机配置了第二代英特尔 至强 可扩展处理器。该处理器不仅集成了更多的处理器内核和线程以及全面升级优化的微架构，也配备了更多高速缓存来提升处理效能，并可支持高达36TB的系统级内存容量；其内置的英特尔 AVX-512 带来的强大矢量计算能力，还能为放射组学方案中的模型目前，知宁慢病管理一体机已能为用户提供血压、血糖、尿酸、胆固醇、血氧、心电图、脂肪率、代谢指数、肌肉含量（%）、水分含量（%）、体温等近 20 项指标检测。云系统采用半监督多任务 SMT-GBDT 机器学习算法，基于全球最大最新代谢性疾病样本库，建立了针对当前中国人的慢性病高精准筛查模型，筛查范围包括多种高发慢性病。从实践来看，模型评估效果远优于现行标准（包括美国、芬兰等发达国家标准及中华医学会标准），预测结果准确率达到专业医生目前使用的临床金标准的 2 到 3 倍47。先进算法的背后，是第四范式构建的超高维的机器学习方法。从前文对高维模型的描述可知，机器学习中模型的维度越高，学习能力就越强。在传统基于专家经验的慢性病管理中，穷尽为提升慢性病预防管理效能，第四范式在整个闭环的各个流程中，都引入了英特尔 架构产品来提升效率。一方面，采用第二代英特尔 至强 可扩展处理器的加入，让平台有了足够算力，来应对万亿级高维数据处理提出的挑战。同时，处理器中所集成的英特尔 AVX-512 技术，也能以强大的矢量计算能力，加速模型预测过程。另一方面，英特尔 傲腾 固态盘则将高吞吐量、低延迟、高服务质量和高耐用性结合在一起，为平台提供了高质量的数据存储基础设施。图 2-5-7 面向英特尔 架构优化的Python与原生Python性能对比48 其中 KMP_BLOCKTIME 是设置某个线程在执行完当前任务并进入休眠之前需要等待的时间，此处设为 0 毫秒，USE_DAAL4PY_SKLEARN 是设置使用 SKLEARN 库。与原生 Python 相比，面向英特尔 架构优化的 Python 在特征选择的实际执行中有着巨大的效率提升。如图 2-5-7 上侧图所示，在勾选全部放射组学特征，采用 K-Fold 10 交叉验证的 LASSOCV 算法工作负载中，面向英特尔 架构优化的 Python 执行速度是原生 Python 的 2.12 倍。而在下侧图中，勾选全部放射组学特征，采用 K-Fold 10 交叉验证的LASSOCV PCA 算法工作负载中，面向英特尔 架构优化的Python 执行速度是原生 Python 的 2.08 倍。原生Python面向英特尔 架构优化的PythonLASSOCV算法执行速度2.521.510.5012.12原生Python面向英特尔 架构优化的PythonLASSOCV PCA算法执行速度2.521.510.5012.0848 测试配置如下：处理器：双路英特尔 至强 金牌 6252 处理器，主频 2.1GHz，24 核心 48 线程；内存：192GB DRAM 内存；存储：INTEL SSDSC2BB48；BIOS 版本：SE5C620.86B.02.01.0009.092820190230；操作系统版本：18.04.1 LTS（Kernel：4.15.0-91-generi）；原生 Python 版本：Python2.7.17；面向英特尔 架构优化的 Python 版本：Intel-Python2019U5；工作负载：由汇医慧影提供的医学影像分级训练 6160英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇图 2-5-8 英特尔 至强 铂金 8480 处理器上的 BERT NER 推理结果比对图 2-5-9 英特尔 至强 铂金 8380 处理器与英特尔 至强 铂金 8480 处理器对比这样的方案无疑对平台算力以及AI加速能力提出挑战，为此，卫宁健康与英特尔展开合作，引入第四代英特尔 至强 可扩展处理器，借助英特尔 高级矩阵扩展（Intel Advanced Matrix Extensions，英特尔 AMX）和 16 位量子化技术，来为方案中的命名实体识别算法等提供优化，优化方案经实际验证后，被证明具有良好的效果。优化方案与成效第四代英特尔 至强 可扩展处理器集成了用于助推 AI 能力的英特尔 AMX 和其他 AI 加速器。此外，针对英特尔 架构和英特尔 AI 加速器而优化的软件也可以显著提升诸如卫宁健康 NLP 后结构化平台这样解决方案的性能。卫宁健康NLP 解决方案在英特尔 架构平台进行基准测试时，命名实体识别任务是基于 BERT 语言模型。最初的卫宁健康 NLP 模型采用 PyTorch 创建。以下优化措施用于在第四代 英特尔 至强 可扩展处理器上提高推理吞吐量：使用面向PyTorch的英特尔 扩展优化框架（Intel Extensions for PyTorch，IPEX，可由英特尔 oneAPI AI 工具套件提供），并进一步将 IPEX 用在卫宁健康代码中；在第四代英特尔 至强 可扩展处理器上使用英特尔 AMX，进行自然语言处理加速；基于 BF16 进行模型量化，在保证准确度的同时，与英特尔 AMX 结合，以实现矩阵运算性能的大幅提升。为验证上述优化项的效果，卫宁健康与英特尔一起开展了相应的对比测试。测试在第三代英特尔 至强 可扩展处理器（英特尔 至强 铂金 8380 处理器）与第四代英特尔 至强 可扩展处理器（英特尔 至强 铂金8480 处理器）之间展开，并评估了不同优化项对不同处理器平台性能的影响49。测试中，命名实体识别任务是基于 BERT 语言模型展开。首先在英特尔 至强 铂金 8480 处理器的不同优化项对比上，如图 2-5-8 所示，在精度为 FP32 的数据类型下，优化后的工作负载在英特尔 至强 铂金 8480 处理器上的吞吐量，比未优化的工作负载（基准值）增加了 1.64 倍。另一方面，通过IPEX 增强带来的优化，以及使用英特尔 AMX 加速矩阵计算和BF16量化共同发挥作用，使吞吐量综合增加至基准值的6.04倍。而在基于英特尔 至强 可扩展处理器代际运行的性能对比上，结果如图 2-5-9 所示，最新第四代英特尔 至强 可扩展处理器更有优势。使用英特尔 至强 铂金 8480 处理器且加入 英特尔 AMX 和 BF16 量化优化，与完全未做优化的前一代 英特尔 至强 铂金 8380 处理器相比，吞吐量增加了 6.3 倍。自 2021 年底部署以来，卫宁健康 NLP 后结构化平台解决方案已帮助相关医疗机构整合、链接并分析了 57,000 份相关疾病患者的病历。同时，平台也已经帮助研究人员根据研究对象提取并识别了32 个影像特征和 114 个病理特征。49 基准配置/英特尔 至强 铂金8480 处理器(FP32)上未优化的 PyTorch：测试由英特尔在2022年10月17日进行。单节点，双路英特尔 至强 铂金 8480 处理器(2.0GHz)，112核，开启超线程，开启睿频加速技术，512GB 总内存（16 插槽/32GB/4800MHz 运行频率 4800MHz），BIOS:00.01.21，Ucode:0 x2b000041，Ubuntu 22.04.1 LTS，5.15.0-48-generic，gcc 11.2.0，BERT 用于处理 NER 任务推理工作负载，框架：Pytorch 1.12.1，拓扑：Bert-Base-Chinese，数据集：JSON 格式 612 中文医疗报告，数据类型：FP32基于英特尔 至强 铂金 8480 处理器(FP32)的 Intel Optimization for PyTorch*：测试由英特尔在 2022 年 10 月 17 日进行。单节点，双路英特尔 至强 铂金 8480 处理器(2.0GHz)，112核，开启超线程，开启睿频加速技术，512GB 总内存（16插槽/32GB/4800MHz 运行频率 4800MHz），BIOS:00.01.21，Ucode:0 x2b000041，Ubuntu 22.04.1 LTS，5.15.0-48-generic，gcc 11.2.0，BERT 用于处理 NER 任务推理工作负载，框架：Pytorch 1.12.1 Intel Extension for Pytorch 1.12.3，Intel OpenMP，Tcmalloc 2.10，OMP_NUM_THREADS=56，KMP AFFINITY=granularity=fine,compact,1,0，KMP_BLOCKTIME=1，拓扑：Bert-Base-Chinese，数据集：JSON 格式 612 中文医疗报告，数据类型：FP32基于英特尔 至强 铂金 8480 处理器(BF16)的 Intel Optimization for PyTorch*：测试由英特尔在 2022 年 10 月 17 日进行。单节点，双路英特尔 至强 铂金 8480 处理器(2.0GHz)，112核，开启超线程，开启睿频加速技术，512GB 总内存（16插槽/32GB/4800MHz 运行频率 4800MHz），BIOS:00.01.21，Ucode:0 x2b000041，Ubuntu 22.04.1 LTS，5.15.0-48-generic，gcc 11.2.0，BERT 用于处理 NER 任务推理工作负载，框架：Pytorch 1.12.1 Intel Extension for Pytorch 1.12.3，Intel OpenMP，Tcmalloc 2.10，OMP_NUM_THREADS=56，KMP AFFINITY=granularity=fine,compact,1,0，KMP_BLOCKTIME=1，拓扑：Bert-Base-Chinese，数据集：JSON 格式 612 中文医疗报告，数据类型：BF16基准配置/英特尔 至强 铂金 8380 处理器(FP32)上未优化的 PyTorch：测试由英特尔在 2022 年 11 月 8 日进行。单节点，双路英特尔 至强 铂金 8380 处理器(2.30GHz)，80 核，开启超线程，开启睿频加速技术，512GB 总内存（16 插槽/32GB/3200MHz 运行频率 3200MHz），BIOS:SE5C6200.86B.0022.D64.2105220049，Ucode:0 xd000375，Ubuntu 20.04.5 LTS，5.4.0-131-generic，gcc 9.4.0，BERT 用于处理 NER 任务推理工作负载，框架：Pytorch 1.12.1，拓扑：Bert-Base-Chinese，数据集：JSON 格式 612 中文医疗报告，数据类型：FP32基于英特尔 至强 铂金 8380 处理器(FP32)的 Intel Optimization for PyTorch*：测试由英特尔在 2022 年 11 月 8 日进行。单节点，双路英特尔 至强 铂金 8380 处理器(2.30GHz)，80核，开启超线程，开启睿频加速技术，512GB 总内存（16 插槽/32GB/3200MHz 运行频率 3200MHz），BIOS:SE5C6200.86B.0022.D64.2105220049，Ucode:0 xd000375，Ubuntu 20.04.5 LTS，5.4.0-131-generic，gcc 9.4.0，BERT 用于处理 NER 任务推理工作负载，框架：Pytorch 1.12.1 Intel Extension for Pytorch 1.12.3，Intel OpenMP，Tcmalloc 2.10，OMP_ NUM_THREADS=40，KMP AFFINITY=granularity=fine,compact,1,0，KMP_BLOCKTIME=1，拓扑：Bert-Base-Chinese，数据集：JSON 格式 612 中文医疗报告，数据类型：FP32卫宁健康 NLP 后结构化平台提供由 AI 驱动的医疗信息整合解决方案 案例背景作为中国领先的医疗软件和解决方案提供商，卫宁健康一直以“科技赋能，提升人们健康水平”为使命，致力于成为“数字健康领域值得信赖的服务提供者”，构建的 NLP 后结构化平台，能够帮助医疗机构在一个联网数字平台上整合业务功能、医疗数据和服务交付流程。借助基于深度学习方法和机器学习方法的 AI 技术发展，卫宁健康正专注于在各个医疗领域中开发由AI 驱动的解决方案，为临床医生和医院工作人员提供帮助。卫宁健康 NLP 后结构化平台的设计目的是帮助医院整合多个医疗数据来源，包括临床记录、影像报告、实验室测试、探视记录等。例如，在健康信息系统(HIS)中，就包含了来自多个科室，由不同医生、护士、其他临床医生和助理输入的关于患者的多种非结构化数据，成了一个针对每个患者的非结构化、零散且不相关的海量数据库。卫宁健康平台希望通过 NLP 技术的引入与部署，为医疗机构提供一个面向患者数据的整体视图，从而帮助医生做出更精准的临床决策，并提供更好的患者治疗和研究。以该平台在中国一家知名医院的应用为例，该医院正借助卫宁健康 NLP 后结构化平台开展一种在初期很难诊断出来的恶性疾病的研究和治疗。多学科会诊需要影像科、外科及其他学科的参与。而原始影像信息仅提供定性分析，而且过去没有与电子病历系统整合。借助卫宁健康平台，相关的实体识别和关系提取模型可被用于评估病灶影像质量控制。通过这种技术，可以进一步分析影像诊断和病理结果，从而提高该恶性疾病诊断的准确性，并最终改善患者的预后。通过引入 NLP 技术并将相关能力集成到信息系统中，相关的关键信息可从报告中提取，并通过对多样化数据进行分析，实现在新的流程下的大规模数据自动分析，进而帮助医生做出准确的诊断并开展临床研究。东软医保借力第四代英特尔 至强 可扩展处理器加速 OCR 票据识别 案例背景医疗保障（医保）在医疗系统整体运行中扮演着重要的角色。在传统的医保单据识别流程中，在无法联网结算时，医院需要将所有相关的住院、用药、就诊信息打印为纸质单据，并将纸质单据提交给医保结算柜台，医保机构随后会录入这些纸质单据中的信息并进行处理。传统模式的这一手动录入，不仅耗时耗力，而且还可能因为人为疏忽导致错录、漏录等问题。为响应建设服务型政府号召，帮助医保部门提高医保结算效率，使医保经办人员摆脱重复性、事务性工作，实现精细化管理，东软推出了医保 OCR 票据识别方案。如图 2-5-10 所示，新方案能通过纸质单据电子化、OCR文字识别、人工辅助校改、目录智能比对等流程，最终形成符合业务系统报销要求的医保电子结构化数据，从而降低人工成本、优化医保经办工作流程，保障医保基金安全。8480 BERT NER 推理2011.002345672.646.04(it/s)越高越好 PyTorch FP32 PyTorch FP32 PyTorch BF16/Intel AMX 为解决方案中智能 OCR 票据识别在算力资源、成本等方面的挑战，东软采用了基于第四代英特尔 至强 可扩展处理器的服务器作为基础算力设备，并通过 OpenVINO 工具套件进行优化，实现了高性能、高性价比的 AI 推理。优化方案与成效智能 OCR 是该方案的关键技术，为识别不同医院打印出的处方、明细、项目名称、数量和单价等信息，东软自研智能 OCR 算法，能够准确地在复杂背景下，识别出不同医院出具的不同格式单据，实现了较高的识别准确率。该方案在通过 OCR 将纸质单据转换为电子数据后，还会对数据进行智能化的匹配，以便于后续的数据处理。图 2-5-10 东软医保 OCR 票据识别方案应用流程 系 据智能系 OCR BERT NER 推理（283808480 011.002345672.752.076.30(it/s)越高越好 PyTorch FP32 8380 PyTorch FP32 8380 PyTorch FP32 8480 8480 PyTorch BF16/英特尔 AMX6362英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇图 2-5-11 OCR 模型在第三代/第四代英特尔 至强 可扩展处理器上的推理性能对比图 2-5-12 第三代英特尔 至强 可扩展处理器 英特尔 AVX 512 _VNNI 与第四代英特尔 至强 可扩展处理器 英特尔 AMX_INT8 性能对比图 2-5-13 不同数据精度在第四代英特尔 至强 可扩展处理器上的推理性能比较而在第四代英特尔 至强 可扩展平台中，不同精度（INT8/FP32）的数据类型对比上，INT8 相比 FP32 实现了 4.66 倍的性能提升。另外，经测试，也验证了东软医保 OCR 票据识别方案能够有效解决单据识别问题，且将处理时间缩短为传统手动流程的三分之一52，为客户带来如下收益：管埋规范化：实现单据处理的事务性工作和专业性工作分离，明确责任，落实公平、公正原则；业务智能化：Al 传统业务结合，OCR 识别准确度可达 95%以上53，缩短业务办理周期；档案电子化：档案业务一体化，减少纸质材料管理成本，提高复查、检索能力；数据精细化：搭建医疗知识库，使得目录对照越用越准，进而提高审计精细化程度，降低医保基金潜在风险。目前，东软医保 OCR 票据识别方案已经在多家医保部门得到成功落地。以某市医保局为例，自方案正式上线运行以来，日均处理档案袋 20 个，累计处理单据 492 张，积累单据明细比对数据超过 30W，医保定制化目录对照经验库数据累计过百万，显著提高了医保业务的智能化水平54。50 截止 2022 年 8 月东软联合英特尔开展的测试。测试配置：基准配置/新配置 3 单节点，双路英特尔 至强 铂金 8380 处理器，40 核，开启超线程，开启睿频加速技术，256 GB 总内存（16 插槽/16 GB/3200 MHz），；新配置 1/2 单节点，双路英特尔 至强 铂金 8480 处理器，56 核，开启超线程，开启睿频加速技术，256 GB 总内存（16 插槽/16 GB/4800 MHz），。51 截止 2022 年 8 月东软联合英特尔开展的测试。测试配置：基准配置/新配置 3 单节点，双路英特尔 至强 铂金 8380 处理器，40 核，开启超线程，开启睿频加速技术，256 GB 总内存（16 插槽/16 GB/3200 MHz），；新配置 1/2 单节点，双路英特尔 至强 铂金 8480 处理器，56 核，开启超线程，开启睿频加速技术，256 GB 总内存（16 插槽/16 GB/4800 MHz），。小结利用不同的 AI 方法，构建更为高效的慢性病预防和管理以及放射组学模型，通过更有效的疾病防治和病理检测方法，减少病患痛苦，提升全民健康水平。在慢性病预防和管理上，第四范式与英特尔针对慢性病特征，推出了闭环的慢性病预防管理系统。一系列英特尔 架构软硬件产品为之提供了强有力的计算与存储能力，使系统在慢性病预测等多种应用实践中都有着良好的表现。在基于放射组学技术的医学影像处理方案中，汇医慧影与 英特尔一起，携手打造基于机器学习方法的 AI 一体机，通过面向英特尔 架构优化的 Python 对全新医学影像检测能力进行优化，帮助医疗机构有能力对早期恶性疾病病灶等实施检测。而在卫宁健康 NLP 后结构化平台解决方案中，通过将解决方案集成到医疗机构的信息化系统中，分散的患者数据可以被智能地合并成为一个更全面的信息库。在采用英特尔 AMX 和 BF16 对英特尔 至强 铂金 8480 处理器进行优化后，该解决方案的性能得以改善，与基于英特尔 至强 铂金 8380 处理器的平台相比，命名实体识别推理的吞吐量提升达 6.3 倍同 49。加速推理可以帮助临床医生和研究人员更快地从多个临床部门的多种数据中获得洞察，从而实现更好的治疗效果。最后，为帮助医保机构提升纸质单据的处理效率，释放人力资源，同时降低人工录入存在的信息疏漏等风险，东软推出了医保 OCR 票据识别解决方案。该方案能够通过由 AI 赋能的 OCR 应用，将相当一部分的医保票据识别转为自动化流程，可将处理时间缩短三分之二55。为解决智能 OCR 票据识别在算力资源、总体拥有成本(TCO)等方面的挑战，东软采用了基于第四代英特尔 至强 可扩展处理器的服务器作为基础算力设备，并通过 OpenVINO 工具套件进行优化，实现了高性能、高性价比的 AI 推理。52数据援引自东软内部测试结果，通过对比传统手工报销流程（30 分钟）和新模式下报销流程（10 分钟）计算得出。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。53 数据援引自东软提供的信息。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。54 数据援引自东软提供的信息。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。55 数据援引自东软内部测试结果，通过对比传统手工报销流程（30 分钟）和新模式下报销流程（10 分钟）计算得出。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。0.000.200.400.600.801.001.201.401.60 8380 8480 （基准性能，越高越好）0.000.501.001.502.002.50 8380(VNNI_INT8)8480 (AMX_INT8)（基准性能，越高越好）0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00 8480 (AMX_FP32)8480 (AMX_INT8)（基准性能，越高越好）为实现高性能、低成本的 OCR 推理能力，东软选择第四代 英特尔 至强 可扩展处理器作为方案的核心算力引擎。第四代英特尔 至强 可扩展处理器通过创新架构增加了每个时钟周期的指令，每个插槽多达 60 个核心，支持 8 通道 DDR5 内存，有效提升了内存带宽与速度，并通过 PCIe 5.0（80 个通道）实现了更高的 PCIe 带宽提升。而在智能 OCR 所需的 AI 加速能力上，第四代英特尔 至强 可扩展处理器内置了创新的英特尔 AMX 加速引擎，其通过提供矩阵类型的运算，显著增加了人工智能应用程序的每时钟指令数(IPC)，可为OCR工作负载提供显著的性能提升。同时，第四代英特尔 至强 可扩展处理器与 OpenVINO 工具套件的结合，可以进一步提升智能 OCR 所需的推理性能，因此智能 OCR 应用顺理成章，OpenVINO 工具套件成为东软智能 OCR 应用的 AI 框架。方案在部署后，东软医保验证了 OCR 算法在第三代/第四代英特尔 至强 可扩展处理器上的代际性能对比，以及在不同精度的数据类型(FP32/INT8)下的性能对比。基于第三代/第四代英特尔 至强 可扩展处理器的 OCR 模型推理性能测试数据，如图 2-5-11 所示，在数据类型的精度同为 FP32 时，相比未采用矢量神经网络指令(VNNI)的第三代 英特尔 至强 可扩展处理器，第四代英特尔 至强 可扩展处理器实现了 1.42 倍的性能提升50。同时，东软利用第四代英特尔 至强 可扩展处理器的英特尔 AMX 加速器，将模型转换成INT8数据类型。如图2-5-12所示，转化后的模型推理性能结果与采用 VNNI 的第三代英特尔 至强 可扩展处理器相比，实现了 2.29 倍的性能提升51。6564英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇基于联邦学习的AI 方法在医疗行业中的探索打破数据壁垒，提升医疗AI 应用效能利用多源数据提升训练性能从前述内容可以看到，利用深度学习、机器学习等方法，AI能有效提升医疗行业中医学影像处理、辅助诊断、疾病预测以及药物研发等领域工作的效率，帮助医生更全面、精确地了解病情，让病患早日摆脱病魔。除了选择合适的算法和需要充沛的算力，AI 效率的提升还有赖于更多的数据，来进行训练和推理验证，以提升模型准确率。尤其在图像分割、病理切片分析等应用方向，所使用的深度学习模型更需要大量样本数据来进行训练，才能达到较好的泛化能力（Generalization），并防止过拟合（Overfitting）。为获取隐藏在数据像素后面的大量特征，医疗影像常用的深度学习模型一般会采用多层网络的方法，典型如卷积神经网络，在输入层和输出层之间有很多隐藏层，隐藏层的数量决定了学习的深度。模型中的一些学习方式，例如反向传播，会将输出与训练数据的误差进行比较，进而计算输出中的误差，而后相关的隐藏层会调整其权重来降低错误率。因此，深度学习通常需要大量不同实例的数据集，让模型能从中学习到所需的特征，并生成带有概率向量的输出。所处理的图像越复杂，训练所需的数据量也越大。研究表明，如图 2-6-1所示，传统机器学习方法中，AI 性能初期会随着训练数据量的增加而增长，后期则趋于平缓；而深度学习方法的性能则一直会随着训练数据量的增加而增长56。因此，为医疗行业 AI应用，尤其是基于深度学习的 AI 应用提供更多不同实例的数据集，可以有效提升其性能。同时在医疗科研领域，对数据资产的利用程度也会影响到科研效率。数据集的体量越大、维度越丰富，能够从中发现和学习到的特征就越多，由此构建的 AI 模型的性能及应用价值也就越高。大量统计数据已表明，有着多数据源融合与协作的医疗机构的科研效率往往会高于单一数据源的机构。因此，医疗科研机构普遍期望能开展多方及多样化的数据协作，来获取以下关键优势：消除或降低数据偏差：研究区域以及方法、方式的不同，会带来不同医疗机构间的数据差异，通过数据融合能消除或降低数据偏差，使研究成果泛化能力更强；扩大科研样本量：数据融合能够让不同研究中心的临床数据得以共享，进而扩大科研所需的数据样本量，提升最终 AI模型的性能；补充非临床数据：许多长期跟踪的医疗科研数据还需要与社区医疗、家庭医生、体检机构，以及可穿戴设备的数据实施融合。但与大多数行业一样，数据在医疗行业中“数据孤岛”问题同样严重，不同医疗机构，甚至不同科室的数据往往并不相互联通。而要做到完全的互联互通式数据共享，又势必面临如何保护数据隐私和安全的问题。众所周知，健康状况等数据是极为重要的个人隐私信息，如果因使用不当带来泄露风险，无疑是医疗机构无法接受的。而在国家政策层面，个人信息保护法、数据安全法等一系列法律法规的出台，也对数据安全和隐私信息保护，做出了明确和严格的规范。为了向AI应用提供更多源、合规以及更高质量的训练数据集，许多科研与学术机构也提出了多种联合学习方法，例如机构增量学习（Institutional Incremental Learning，IIL）、循环机构增量学习（Cyclic Institutional Incremental Learning，CIIL）以及近年来声名鹊起的联邦学习（Federated Learning，FL）。IIL 方法是让参与训练的各方顺序排列，训练模型按顺序依次传递，前一参与方用自己的数据训练模型进行训练，然后将结果传递给后一参与方，后一方再用自己的数据重新训练，而CIIL 是在 IIL 的基础上多次循环迭代。这两种方法在实践中都存在一些缺陷，首先是它们都采用了共享模型的方式，训练模型需要在不同参与方之间传递，容易造成隐私泄露和数据安全问题；其次，这两种方法每个参与方的训练数据如果过小，例如每个医疗机构只能提供数名患者的数据，那联合学习的效果并不能得到有效改善；最后，以上的方法都采用一种串行协作模式，需要将模型完全传递给下一个参与方，对网络性能也有一定的要求。AI 性能深度学习方法传统机器学习方法训练数据量56 该观点由 Zhu,X.et al.,Do we Need More Training Data?https:/arxiv.org/abs/1503.01508,March 2015.、Shchutskaya,V.,Latest Trends on Computer Vision Market,https:/ 以及 Why go large with Data for Deep Learning?https:/ 等文综合得出。图 2-6-1 训练数据量对不同学习方法的影响64实战篇6766英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇与以上两种方法不同，联邦学习方法则使用并行的协作方法，使得参与联合学习的各方都在本地使用本地化数据对模型进行训练，然后再将训练得到的模型参数进行共享。这能带来显而易见的优势，一方面，各方的训练数据和模型都留在了本地，在数据安全和隐私保护方面有了更好的保障；另一方面，并行的训练模式使训练效果获得叠加，有效提升了训练效果。同时由于在并行协作方法中，数据和模型与训练的结合接近分布式训练，因此训练效率要高于串行协作方法。构建联邦学习系统的核心，是为各参与方打造可信数据共享方式。目前，基于硬件可信执行环境（Trusted Execution Environment，TEE）技术的解决方案正越来越受到医疗行业的青睐。其核心理念是以第三方硬件为载体，为不同数据源提供安全可信高效的计算环境。如图 2-6-2 所示，来自 A、B 不同数据源的训练优化结果，可以在右侧由硬件创建的 TEE 环境中进行共享，并生成最终的优化模型。在各种 TEE 方案中，英特尔 软件防护扩展（Intel Software Guard Extensions，英特尔 SGX）是目前较为成熟，且广受用户好评的方案。原始数据原始数据加密加密加密加密认证模块认证模块认证模块认证模块参与方ATEE环境参与方B图 2-6-2 联邦学习中的 TEE 环境图 2-6-3 联邦学习基本架构最终模型模型A模型B防火墙协同方CA数据B数据加密模型训练0004发送公钥交换中间结果计算梯度与损失更新模型参与方A参与方B基于联邦学习的 AI 方法联邦学习根据使用场景的不同，可分为横向联邦学习（Horizontal Federated Learning）、纵向联邦学习（Vertical Federated Learning）以及联邦迁移学习（Federated Transfer Learning）等。其中横向联邦学习适用于数据集中，特征重叠较多，而用户重叠较少的情况。其可以将数据集按用户维度切分，并取出特征相同而用户不完全相同的数据进行训练。例如，在同一种病理图像处理中，来自不同医疗机构的用户数据，就可以按照横向联邦学习方式进行训练。纵向联邦学习则适用于不同数据集中，用户重叠较多而特征重叠较少的情况。这一模式可以将数据集按照特征维度切分，并取出用户相同而特征不完全相同的那部分数据进行训练。典型场景例如对病患进行结构化病理诊断，同一批用户在不同检查项中的数据，就可以按照纵向联邦学习方式进行训练。而联邦迁移学习是在用户和特征重叠均较少的情况下，不对数据进行切分，而利用迁移学习的方法来完成数据联合训练。以使用 AI 方法进行病理图像分割的场景为例，医疗机构 A、B 各自拥有大量的患者的病理图像资料，出于安全隐私考虑，这些图像数据存在于各自的数据中心，并通过防火墙实施了高等级隔离，任何直接的数据访问都会被拒绝。在通过联邦学习的方式来训练这两组数据的过程中，为保证训练过程中的数据保密性，如图 2-6-3 所示，需要借助协同方 C进行加密训练。加密训练过程分为以下步骤：1.协同方 C 把公钥分发给 A 和 B，用以对训练过程中需要交换的数据进行加密；2.A 和 B 之间互相以加密的形式交互用于计算梯度的中间结果；图 2-6-4 被实施内部攻击的应用程序3.A 和 B 分别基于加密的梯度值进行计算，并将结果汇总给协同方 C。协同方 C 通过汇总结果计算总梯度值并进行解密；4.协同方 C 将解密后的梯度分别回传给 A 和 B，A 和 B 再以此更新各自模型的参数。上述训练迭代步骤将一直持续至损失函数收敛，训练过程完成并得到最终的模型。联邦学习所传递的参数包括了：深度学习架构的典型超参数，例如 Batch Size，优化器，学习率等；每轮学习的 Epochs（EpR），更多 EpR 可以加速收敛，但收益递减；每轮学习中的参与者数量；模型更新所使用的压缩/修剪方法。与一般的分布式机器学习/深度学习方法相比，联邦学习方法具有以下特征：数据不脱离本地：参与者利用自身拥有的数据训练全局模型；每个参与方都参与学习过程，模型损失可控；训练过程中兼顾隐私和安全，参与各方能够在不披露底层数据及其加密形态的前提下共建模型。除此之外，联邦学习还具有良好的效果激励机制，即通过联邦学习建立模型后，模型的效果能够获得评估，并通过永久数据记录机制进行记录。提供高质量数据多的参与方所获得的模型效果会更好，模型效果取决于数据提供方对自己和他人的贡献。这些模型的效果在联邦效果激励机制上会分发给各数据源，以此获得联邦的奖励，并继续激励更多数据源加入联邦。基于以上特点，联邦学习能为医疗行业 AI 应用提供跨机构、跨部门的数据共享方法和模型训练方式，帮助实现各数据源的私密数据不出本地，只通过加密机制下的参数交换，在不违反数据隐私法规的情况下建立学习模型优化机制。联邦学习源码可参考：https:/www.tensorflow.org/federated/英特尔 软件防护扩展（英特尔 SGX）技术简介作为 TEE 方案技术实现的典型代表，英特尔 SGX 通过一组新的指令集扩展与访问控制机制，在硬件（例如内存）中构造出一个可信的“飞地”（Enclave），使数据和应用程序的安全边界仅限于飞地本身以及处理器内，实现不同应用程序间的隔离运行。同时其运行过程也可不依赖于其他软、硬件设备。这意味着数据的安全保护是独立于软件操作系统或硬件配置，即便在硬件驱动程序、虚拟机乃至操作系统均受到攻击破坏的情况下，也能杜绝数据泄露和篡改，从而增强应用程序代码和数据的安全性。传统上，数据的隐私保护和安全防护大都是工作在操作系统或软件层面，但是当操作系统或软件受到“感染”时，数据的安全性就变得岌岌可危。如图 2-6-4 所示，虽然应用程序可以通过安全扫描，防火墙等对来自外部黑客或应用程序的攻击进行防护，但是恶意软件、恶意代码如果利用操作系统漏洞，就可以绕过这些防护，直接攻击关键的隐私数据。因此，英特尔 SGX 可以为用户提供更强的安全防护，并具备以下主要特性：增强的保密性和完整性：飞地工作在隔离的硬件环境（支持SGX 技术的英特尔 架构处理器、内存）中，并通过密钥对应用系统和数据实施鉴权，即使在操作系统、BIOS 或虚拟机等中存在高权限恶意软件或恶意代码，也无法对数据实施攻击；更小的安全攻击面：英特尔 SGX 将应用程序与敏感数据限定运行在受保护的硬件飞地中，杜绝了传统上恶意程序可能从硬件、虚拟机和操作系统发起的攻击，更小的攻击面带来了更高的安全性；应用程序隐私数据漏洞恶意软件应用程序恶意代码攻击黑客攻击防护防护6968英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇 远程鉴权和控制能力：用户可以通过执行远程鉴权，更安全地将密钥、凭据和其他敏感数据提供给飞地；增强的联邦学习效率：在基于英特尔 SGX 技术执行的联邦学习过程中，AI 模型和训练数据都部署在受保护的硬件飞地中，大幅降低因应用程序和数据加解密带来的通信和计算成本，使学习效率更高；更低学习曲线：采用英特尔 SGX 技术的应用程序可基于特定英特尔 架构处理器平台进行开发、集成和执行，开发人员只需安装相关驱动并进行 SDK 适配，无需熟悉额外的软硬件环境，编程方式也无需更改，学习曲线更低。更加高效的实现：与基于安全多方计算，同态加密等技术的联邦学习实现方法相比，基于英特尔 SGX 技术的硬件TEE 方案运行效率更高。英特尔 SGX 安装与配置用户可以通过引入英特尔 SGX SDK 来创建基于英特尔 SGX 的解决方案，该 SDK 提供了以下内容：API 函数库 文档 样本源码 工具可以访问以下链接获得最新的英特尔 SGX SDK：基于 Windows 系统的 SDK 下载地址 https:/ Linux 系统的 SDK 下载地址https:/01.org/intel-software-guard-extensions/downloads基于英特尔 SGX 的典型解决方案借助英特尔 SGX，医疗机构可以根据自身需求来构建多样化的解决方案。下文将简单介绍一种典型的基于英特尔 SGX，协同方采用中心聚合服务器（Aggregator）的多源数据 AI 模型训练解决方案。解决方案架构如图 2-6-5 所示，采用位于中心的聚合服务器 “飞地”以及部署在不同参与方的边缘“飞地”组成网络。聚合服务器和各参与方中的 “飞地”，均是由英特尔 SGX 提供的处理器指令，可在内存中构造出具有高等级安全访问权限的可信区域。方案中，在加密通道中被传输的是 AI 模型的各种参数，而训练数据、明文 AI 模型以及 AI 算法则被留存在各个节点本地。在初始化过程中，各“飞地”首先产生公私密钥对，公钥注册到聚合服务器，私钥保存在各自的“飞地”里。当训练开始时，聚合服务器会先和目标“飞地”建立基于对称加密密钥的连接。连接建立后，聚合服务器会先将待训练的模型共享参数加密推送到各个“飞地”中，然后各“飞地”把模型参数解密传送到本地AI 训练环境对本地数据实施训练。训练结束后，本地 AI 训练环境将训练得到的共享参数返回至本地的“飞地”。以上“飞地”间的传递流程可以进行多轮循环迭代，直至获得满意的训练结果，同时方案也可对各参与方的训练效果贡献度进行评估。由于上述过程都是在“飞地”中实现，即在方案的整个循环迭代过程中，AI 模型参数都在加密通道以及“飞地”内进行传递和交互，并不与外界软、硬件接触，故而形成了安全可信的“内循环”。同时，AI 模型和训练数据都留存在各个受保护的硬件飞地中，需要在加密通道中传递的只有中间参数，这无疑大为增加了联邦学习的执行效率。而基于英特尔 架构的处理器，特别是第二代英特尔 至强 可扩展处理器，可为“飞地”的构建、加密通道的铺设以及中间参数交互和聚合提供强大算力。模型更新更新聚合模型更新加密 AI 模型参与方参数参与方参数AI 模型加密 AI 模型聚合后的共享参数聚合后的共享参数本地数据 明文 AI 模型 AI 算法本地数据 明文 AI 模型 AI 算法联邦学习飞地 A联邦学习聚合服务器飞地联邦学习飞地 B加解密加解密私钥公钥私钥图 2-6-5 使用英特尔 SGX 的联邦学习方案图 2-6-6 用于 BraTS 联邦学习方案的 U-Net 拓扑58联邦学习在医疗领域的实战基于联邦学习，开展面向脑部病灶分割的研究 案例背景深度学习方法一直是医疗图像处理领域的热门话题，在近年的国际医学图像计算和计算机辅助干预会议57（International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention,MICCAI）中，也不断有新的方法涌现。让更多数据参与训练，例如创建公共可用的高质量多源数据集，用于基准测试和定量评估，能进一步提升影像处理性能已成为一种共识，但在实际运行过程中仍面临着巨大的挑战。一方面，如何将数据共享到集中位置仍需要解决系统架构和传输效率的问题；另一方面，与普通摄影图像相比，由于法律、隐私、技术和数据所有权等方面的限制，医疗数据的可用性更加有限。从 2018 年开始，英特尔就开始与宾夕法尼亚大学生物医学图像计算与分析中心（CBICA）一起，就联邦学习在医疗影像处理上的应用展开联合探索，并形成了有效的应用实践，其成果可参阅相关论文Ulti-Institutional Deep Learning Modeling Without Sharing Patient Data:A Feasibility Study on Brain Tumor Segmentation。下文将就该实践中，如何使用相关数据集，通过在聚合服务器上迭代聚合本地训练的模型，在不共享任何患者数据的情况下，应用联邦学习方法构建一个有效的图像分割模型，并使模型可为多个参与方提供服务的过程，进行简要描述。57 具体请参阅 http:/www.miccai.org/58图片引用自 Multi-Institutional Deep Learning Modeling Without Sharing Patient Data:A Feasibility Study on Brain Tumor Segmentation，Micah J Sheller,G Anthony Reina,Brandon Edwards,Jason Martin,Spyridon Bakas，https:/arxiv.org/pdf/1810.04304v1.pdf 59数据集引自 Menze,B.H.,Jakab,A.,Bauer,S.,Kalpathy-Cramer,J.,Farahani,K.,Kirby,J.,Burren,Y.,Porz,N.,Slotboom,J.,Wiest,R.,Lanczi,L.,Gerstner,E.,Weber,M.A.,Arbel,T.,Avants,B.B.,Ayache,N.,Buendia,P.,Collins,D.L.,Cordier,N.,Corso,J.J.,Criminisi,A.,Das,T.,Delingette,H.,D.,Durst,C.R.,Dojat,M.,Doyle,S.,Festa,J.,Forbes,F.,Geremia,E.,Glocker,B.,Golland,P.,Guo,X.,Hamamci,A.,Iftekharuddin,K.M.,Jena,R.,John,N.M.,Konukoglu,E.,Lashkari,D.,Mariz,J.A.,Meier,R.,Pereira,S.,Precup,D.,Price,S.J.,Raviv,T.R.,Reza,S.M.S.,Ryan,M.,Sarikaya,D.,Schwartz,L.,Shin,H.C.,Shotton,J.,Silva,C.A.,Sousa,N.,Subbanna,N.K.,Szekely,G.,Taylor,T.J.,Thomas,O.M.,Tustison,N.J.,Unal,G.,Vasseur,F.,Wintermark,M.,Ye,D.H.,Zhao,L.,Zhao,B.,Zikic,D.,Prastawa,M.,Reyes,M.,Leemput,K.V.:The Multimodal Brain Tumor Image Segmentation Benchmark(BRATS).IEEE Transactions on Medical Imaging 34(10),1993-2024(2015)、Bakas,S.,Akbari,H.,Sotiras,A.,Bilello,M.,Rozycki,M.,Kirby,J.S.,Freymann,J.B.,Farahani,K.,Davatzikos,C.:Advancing The Cancer Genome Atlas gliomaMRI collections with expert segmentation labels and radiomic features.Nature Scientific Data 4,170117(2017)https:/doi.org/10.1038/sdata.2017.117、Bakas,S.,Akbari,H.,Sotiras,A.,Bilello,M.,Rozycki,M.,Kirby,J.,Freymann,J.,Davatzikos,C.:Segmentation Labels and Radiomic Features for the Pre-operativeScans of the TCGA-GBM collection.In:The Cancer Imaging Archive,(2017)以及 Bakas,S.,Akbari,H.,Sotiras,A.,Bilello,M.,Rozycki,M.,Kirby,J.,Freymann,J.,Davatzikos,C.:Segmentation Labels and Radiomic Features for the Pre-operativeScans of the TCGA-LGG collection.In:The Cancer Imaging Archive,(2017)Transposed ConvolutionMax pooling 2x2Concatenation2D Convolution32 323232 32 3232 646464 6464646486256256256256256256511281281 案例描述与成效如图2-6-6所示，本案例采用了一个深度卷积神经网络（CNN）的 U-Net 拓扑，该模型将单道图像作为输入，并输出等效的二进制掩码，其会为每个像素分配一个类别标签。该网络模仿自动编码器的体系结构，其能够通过最大池化，具有捕获上下文的收缩路径，并通过上采样实现本地化的扩展路径。与标准的自动编码器不同，扩展路径中的每个特征图谱与来自收缩路径的对应特征图谱以跳跃连接（skip connection）的方式进行关联，这使得模型通过较小的感受域就能获取更多拥有空间信息的下游特征图谱。直观来说，这允许该网络考虑不同空间尺度下的特征。现在，U-Net 已成为用于医学图像分割的标准深度学习拓扑之一，在神经超声图像分割、肺 CT 扫描影像分割等工作负载中发挥了巨大作用。本案例中联邦学习的各项验证测试均使用了该模型，其 Dropout 参数设为 0.2，上采样设置为真。更多U-Net 分割网络的优化方法，请参阅前文相关介绍。本方案中使用了 BraTS 2018 训练数据集59，其中包含了来自多个医疗机构确诊患者的多模式脑部扫描磁共振成像（MRI）。每个脑部扫描的放射线照相异常区域已用三种截然不同的标签进行手动标注。由于本案例是为了评估联邦学习在临床图像分割中的表现，因此只关注被以上三种标签标记为病灶的体积。同时，案例还选择了 IIL 和 CIIL 等联合学习方法作为对比组。7170英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇联邦学习架构如图 2-6-7 所示，参与者都不需要共享各自的数据而是在本地训练共享模型，且仅将模型的更新发送到聚合服务器。聚合服务器整合更新的内容，并将新的共享参数发送给各参与方，以便进行进一步训练（可循环进行）或应用。整合的共享参数相当于各参与方更新的加权平均值，特定参与方的权重作为驻留在该参与方的总数据实例的分数给出。这一本地训练，更新整合和新参数分发的迭代过程被称为联合轮。方案中，对不同数量的参与者，以及不同的 EpR 对最终 AI 应用的性能影响进行了评估。更多联邦学习方案流程细节，请参阅第72 页“基于英特尔 SGX 的典型解决方案”相关描述。图 2-6-7 用于 BraTS 的联邦学习方案架构BraTS 图像分割效果可通过 Dice 系数（Dice Coefficient，DC）值来进行评估，其反映了预测与实际联合的交集比，可定义为：其 中 P，T 分 别 为 预 测 和 GT（Ground Truth）的 Mask。方案中 的 基 准 值 是 通 过 U-Net 拓 扑，由 经 过 完 全 共 享（Data-Sharing）的数据训练得出。其经过验证的峰值精度DC=0.862（最优值）。如图 2-6-8 所示，上侧表示各种联合学习方法在各联合轮中的 DC 值变化。可以发现，联邦学习方法的 DC 值最为稳定，且接近于完全数据共享方法下得到的最优值，而 IIL 和 CIIL 方法则波动幅度较大。下侧是表示在每次通过完整训练之后，各种联合学习方法的验证 DC 值，联邦学习方法的 DC 值也接近于最优值且非常稳定。71图 2-6-8 联邦学习与其他学习方式性能比较 60验证测试的结果表明，在医疗机构中使用联邦学习方法，其性能可以达到完全数据共享方法的 99a，即使对于不平衡的数据集也是如此。无疑，通过引入联邦学习方法，医疗机构可以更有效地改善和提升计算机辅助分析和诊断系统的性能，从而促进精准医学的发展，同时也能有效应对一系列因数据共享产生的安全、隐私或数据所有权问题。更多案例详情，请参阅：Multi-Institutional Deep Learning ModelingWithout Sharing Patient Data:A Feasibility Study on Brain Tumor Segmentation，Micah J Sheller,G Anthony Reina,Brandon Edwards,Jason Martin,Spyridon Bakashttps:/arxiv.org/pdf/1810.04304v1.pdfValidation DCAData-Sharing FL CIIL IIL0.850.800.75Validation DCBFLCIILData-SharingData-Sharing Epoch/FL Round/CIIL Cycle0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.850.800.7560图片引用自 Multi-Institutional Deep Learning Modeling Without Sharing Patient Data:A Feasibility Study on Brain Tumor Segmentation，Micah J Sheller,G Anthony Reina,Brandon Edwards,Jason Martin,Spyridon Bakas，https:/arxiv.org/pdf/1810.04304v1.pdf61 数据援引自 Multi-Institutional Deep Learning Modeling Without Sharing Patient Data:A Feasibility Study on Brain Tumor Segmentation，Micah J Sheller,G Anthony Reina,Brandon Edwards,Jason Martin,Spyridon Bakas，https:/arxiv.org/pdf/1810.04304v1.pdf医渡云打造基于联邦学习的多方安全计算解决方案 案例背景为帮助众多医疗科研机构打造兼顾高效和安全需求的多方隐私计算能力，为医疗和健康行业提供更优的数据融合与数据科研价值挖掘能力，多年来一直深耕医疗 AI 与大数据技术创新的医渡云，以强大的医学数据治理能力为后盾，通过自研YiduManda 安全计算引擎为数据融合提供了联邦学习、联合统计、联盟区块链等核心技术保障。这其中，基于硬件可信执行环境（TEE）的联邦学习方法凭其在数据“可用不可见”方面的独到优势，在各医疗科研机构的实践中收获了良好效果，与其他多方隐私计算方案相比，展现出以下优势：医疗数据不脱离本地，各参与方可利用自身拥有的数据训练全局模型；每个医疗科研参与方都可参与训练过程，模型损失可控；训练过程能更好地兼顾隐私和安全需求，各参与方能在不暴露数据及加密形态的前提下进行联合建模。为此，医渡云与英特尔携手，引入英特尔 SGX，来为联邦学习方法应用打造基于硬件的可信执行环境（TEE）的联邦学习方法，来为各医疗科研机构打造提供高效的多方安全计算解决方案。案例描述与成效医渡云基于联邦学习等隐私计算方法打造的多方安全计算解决方案，其功能层面如图 2-6-9 所示，自下而上分别是面向院内外业务系统的数据采集系统、进行数据加工治理的专病库以及开展多方隐私计算的安全计算平台。在安全计算平台之上，医渡云又通过多中心医学研究全场景解决方案，部署了一系列面向多样化医疗科研场景所需的上层应用能力，如临床研究开展、药械试验与研究、诊疗技术开放推广、患者随访与管理等。图 2-6-9 医渡云多方安全计算解决方案整体架构模型更新模型A更新聚合服务器模型B更新模型C更新参与方A参与方B参与方C床研究展械与研究技放推广患者随与管理医渡云多中心医学研究全景解决方案果行展XX多方安全算平台病数据采集系(面向院内外系)子理HIS手麻ICU放疾病情况疾病加密联邦统计、建模加密样本对齐隐私数据不可交换综合医院 A综合医院 B综合医院 C隐私数据不可交换加密样本对齐加密联邦统计、建模临床数据随访数据生物信息数据生物样本组学数据生信分析7372英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇在处于核心位置的多方安全计算平台中，医渡云通过自研的YiduManda，以多方安全计算、联邦学习为基础，同时结合 英特尔 SGX，将来自各个科研参与方（医院）的原始数据，通过联合统计、特征工程（Feature Engining）、逻辑回归（LR）、XGBoost 等方法进行联合统计分析和模型训练，并最终得到医疗科研 AI 模型以及相关深度学习模型。在架构设计上，医渡云的方案采用了分布式的设计，如图2-6-10所示可分为平台端（调度节点）和医院端（计算节点），其中：平台端（调度节点）：部署在云环境或机构联盟的主中心私有云环境中，包括一套用于联邦学习等隐私计算的调度层框架以及相应的科研应用平台。应用层框架对各医院端隐私计算节点进行统一的管理和协调，并对多方安全计算任务进行统一调度；医院端（计算节点）：部署在医院的私有云环境中，通过隐私计算节点间的协作，能保证数据在不出医院的前提下完成联邦学习等多方隐私计算过程，且各个节点对其所有的数据有绝对控制权，所有数据调用经过多方安全计算框架可审计。基于上述功能与架构设计，各医疗科研机构之间可基于联邦学习开展模型协同训练。在数据准备阶段，数据准备和预处理工作是在各个参与协同训练的医院或医疗机构本地完成的，准备好的数据可通过程序接口加载到医院端，随后平台端会调度完成模型的协同训练过程。参与训练的医院端通过加密信道与其它参与方完成通信和计算，并最后完成模型的优化训练。图 2-6-10 医渡云多方安全计算解决方案中医院端和平台端的协作模式锘崴科技开展基于隐私保护计算的 GWAS研究 案例背景全基因组关联分析(Genome-Wide Association Studies，GWAS)一直是生物医学领域开展各项研究的重要方法，其是指从人类全基因组范围内找出存在的序列变异（即单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNPs)），并筛选出与疾病相关的 SNPs 来帮助开展诊断或预防。这一方法常用于一些复杂疾病的研究。这类疾病往往受多个基因和环境因素共同影响，每个基因的单独作用较弱，且往往存在多基因间和基因环境间的交互作用，因此被称作复杂疾病。利用 GWAS 对其遗传机制的研究有助于开发新药物、发展新疗法和开展预防工作。但基于 GWAS 的研究往往需要大量样本，单一数据源的数据量很难满足一项研究所需的足够样本量。多机构的数据融合是最佳解决方案，既能提高样本量，又能扩充样本维度，提升研究质量，同时最大程度地利用了数据。但在具体实践中，跨机构基因数据协作和共享存在包括隐私安全和合规性等诸多问题。如何合理有效保护这些敏感信息，规避不必要的隐私泄露风险是广泛推行基因数据分享和联合分析、实现生物医疗数据融合所面临的主要挑战之一。为应对这一挑战，锘崴科技引入英特尔 SGX 来构建基于硬件的可信执行环境（TEE），并在其上打造可进行隐私保护计算的 iPRIVATES 框架方案。新框架能通过融合不同的隐私保护计算技术，来满足用户在不同 GWAS 研究场景下对数据隐私保护的需求，为医疗数据“可用不可见”赋能。在方案的具体部署中，引入了英特尔 SGX为联邦学习构建基于硬件的可信执行环境（TEE）。目前，包括第三代英特尔 至强 可扩展处理器、第四代英特尔 至强 可扩展处理器等平台都已集成了英特尔 SGX，其能在内存的特定硬件环境中构造出一个可信的安全“飞地”（Enclave），为医疗科研过程中参与多方计算的敏感数据和代码提供更强的安全防护。与其它技术方案相比，英特尔 SGX 一方面可为敏感数据与程序构建隔离的硬件环境，使安全保护机制独立于软件应用、操作系统或硬件配置之外，从而令保密性和完整性大幅提升；另一方面，独立的“飞地”设置可让关键的应用程序和数据更有效地避开来自硬件驱动程序、虚拟机乃至操作系统的攻击，带来更强的安全性。基于英特尔 SGX 提供的这些优势，各医疗科研机构就可将数据分析、模型训练及推理所涉及的数据运行在“飞地”中，通过访问控制为这些应用代码和数据提供更可信赖的安全保障。而在性能表现上，英特尔 SGX基于硬件层面的安全保护机制，可使敏感数据与应用程序获得来自基于英特尔 架构处理器强劲性能的加速或助推，从而更好地解决方案中性能和安全的平衡问题，在某些对计算性能和安全等级要求都很高的医疗科研场景中，打造更为全面的应用优势。案例描述与成效由锘崴科技打造、带有隐私保护的 GWAS 技术框架iPRIVATES，能实现在不分享明文数据（个体基因数据）的基础上，支持多种疾病的 GWAS 研究，为解决生物医学数据的共享问题提供了新思路。iPRIVATES 框架融合了多种面向 GWAS 分析的技术和算法，例如可定制的基因组数据预处理模块、基于主成分分析(Principal component analysis，PCA)的人口分层模型、基于逻辑回归(LR)和似然比(Likelihood Ratio，LLR)检验的关联分析模型。上述设计能灵活地集成和配置不同的 GWAS，方便识别 SNPs 与许多不同类型的特征（如某些重大疾病）之间的关联。但其在模型评估阶段涉及许多敏感信息，如模型参数、模型输入数据、模型结果（例如匹配结果）等无法由传统联邦学习方法提供隐私保护，可能会出现泄露。此外，内部攻击也是方案中的中心节点(Global Service Provider,GSP)面临的威胁之一。例如在建立逻辑回归模型时，中间统计数据可能会泄露敏感信息。为此，锘崴科技与英特尔合作，通过融合英特尔 SGX 来构建更为安全的数据共享方法和流程。基于 iPRIVATES 框架的系统，如图 2-6-11 所示，来自各个医院的数据可通过客户端汇集到锘崴信隐私保护计算平台进行处理分析，锘崴科技融合 英特尔 SGX，通过软硬件结合的方式在底层构建可信执行环境（TEE），以确保基因数据共享过程中每一环节的安全，不仅实现了不分享明文个体数据，同时也对模型本身进行保护。图 2-6-11 iPRIVATES 框架示意图某医院 A某医院 B某医院 C某医院 A某医院 B某医院 C锘崴信 客户端锘崴信 客户端锘崴信 客户端内置 Intel SGX医院 A 本地计算汇总结果医院 B 本地计算汇总结果医院 C 本地计算汇总结果7574英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇其中，框架中用到的安全联邦学习(Secure Federated Learning,SFL)技术，是锘崴团队在传统联邦学习技术基础上提出的创新技术，其能够有效消除传统联邦学习中存在的信息泄露问题。安全联邦学习通过软硬件结合的方式，仅分享经过加密的中间统计值，不分享明文个体数据，同时也对模型本身进行保护，保证数据共享的全链路隐私安全，兼顾隐私保护和跨机构数据共享的双重目标。在多家医疗机构开展的面向隐私保护计算的 GWAS 研究中，iPRIVATES 框架在计算精度、算法时间方面都等价于数据物理集中的方式，同时其产生的研究结果，即特征靶点也与集中式计算结果一致。但在计算效率上，iPRIVATES 框架远优于传统计算方式，这意味着类似方法及理念在解决生物、医疗多中心数据协作方面，有着巨大的可行性和潜力。图 2-6-12 OpenFL 架构及工作流程运用 OpenFL 推动联邦学习方案落地医疗领域 案例背景随着联邦学习方法在更多隐私保护计算场景中获得应用，如何提升这一方案的可用性，使其与更多 AI 方法、框架和工具实施协同，更便捷有效地实现落地，也是包括英特尔在内的一系列前沿厂商所关注的问题。由英特尔开源的 OpenFL（开放联邦学习， python 的机器学习框架，其可以与TensorFlow 和 PyTorch 构建的训练管道（pipeline）配合使用。OpenFL 秉承联邦学习的思路，允许开发者在远端数据所有者（即合作者）的节点上训练机器学习/深度学习模型。由于模型是在合作者节点的硬件上训练的，因此训练模型的数据也不会被移动或复制，只有模型的权重更新和参数会分享给模型所有者，从而保证了数据具有“可用不可用”的安全特性。如图 2-6-12 所示，与传统联邦学习流程一致，OpenFL 架构中参与协作的合作者（Collaborator）都需要导入预设的联邦学习计划、机器学习/深度学习模型代码，以及本地数据集，各个节点之间的协调和执行是由各节点间共享的联邦学习计划定义。此外，计划还会定义联邦学习流程中的各项设置，如IP 地址，训练中的 Batch 大小以及训练轮次等。在启动联邦学习之前，使用者可使用 OpenFL 的命令行界面（CLI），手动为每个参与者共享联邦学习计划和模型代码。当联邦学习启动后，OpenFL 后端允许合作者通过远程调用的方式向聚合服务器（Aggregator）发送请求，询问接下来应该执行哪个任务（如启动某个机器学习模型的训练）。借助这种方式，聚合服务器可动态地选择将具体任务分配给每个合作者。当合作者完成当前任务后，其会将更新的模型权重（以及汇总的参数，如模型精度和本地数据集大小等）上报给聚合器。聚合服务器会将更新信息合并成一个统一共识模型（global consensus model），然后合作者再从聚合器服务中检索新的统一共识模型的权重，进行新一轮的任务，直至训练任务完成。Aggregated metricsCollaboratorLocal FilesystemFL PlansDL/ML ModelDatasetFL BackendFL Plan ParserFL Plan ParserTCP ClientFL Plan ExecutorDL/ML ModelKeyOpenFL3rd PartyUserGenerated by CodeModel updates&metricsgRPC with TLSAggregated Model WeightsAggregatorFL BackendTCP ServerFL Plan ExecutorTask coordinationLocal FilesystemFL PlansInitial weightsModel updatesModel metricsAggregated models在解决了多数据源的协作模式之后，OpenFL 中各类机器学习/深度学习模型就可以在分布式的环境中使用不同数据集开展训练。而对于关键的数据安全性问题，OpenFL 会通过各类安全设计，包括引入硬件可信执行环境（TEE）等方式来予以解决。这其中，OpenFL 架构中对英特尔 SGX 有着良好的支持。在 OpenFL 的工作流程中，英特尔 SGX 能够通过内存中的“飞地”对数据和模型 IP 提供有效保护。更多英特尔 SGX 工作方法，请参阅第 67 页“英特尔 软件防护扩展”部分所述。案例描述与成效作为便捷可用的联邦学习落地方案，目前 OpenFL 正在全球各地的联邦学习方案的落地部署中获得重视，在医疗领域也同样如此。近年来，医疗领域运用 OpenFL 开展了一系列卓有成效的联邦学习方案落地，这里以辐射对宇航员的生理影响的评估为例：来自 NASA 前沿发展实验室（Frontier Development Lab，FDL）的科学家们正借助联邦学习方法来研究宇航员的健康，从而更好地了解空间辐射对人类的生理影响。由于啮齿动物的辐射数据可作为人类辐射数据的同源物，因此 FDL 的科学家们利用 OpenFL 框架提出了一个创新的病灶生物标志物检测算法。该算法利用辐射对小鼠的影响数据，来训练面向人类的模型，这个模型将更准确地预测受到辐射影响的基因，与免疫反应的相关性。研究中，借助 OpenFL 框架，部署在美国国家航空航天局、梅奥诊所和美国国家航空航天局基因实验室等机构的 CRISP 2.0 模型（因果关系和推理搜索平台）得以实现联合训练，而无需将数据转移/共享到某个集中位置。这一点至关重要，原因在于，一方面每个机构的数据都是私有，且具有隐私风险；另一方面，在航天器上传输大量数据可能会带来高昂的成本。而通过 OpenFL，研究人员能用一个因果推理方法集合（预先在小鼠数据上训练得到）去初始化联合实验，并在各个合作者提供的数据集中，选择最高方差的人类基因和各自的小鼠同源物，进行 30 多轮的联合训练，最后使用 CRISP 2.0 输出结果，并进行进一步分析和洞察。通过对前 50 个具有强共性特征的分析，研究人员发现了以前未识别的基因 SLC8A3，并将其作为进一步研究的潜在因果目标。小结作为医疗 AI 应用发展的重要“燃料”，更多高质量医疗数据无疑可以有力提升 AI 应用的性能，但如何解决其中的数据安全和隐私保护问题，一直是医疗行业推动 AI 发展时需要面对的挑战。而联邦学习方法，已被证明是应对这一挑战的良好方案。现在，英特尔正与众多医疗、科研机构展开合作，借助英特尔 SGX 以及基于英特尔 架构的处理器等先进软硬件产品，使联邦学习方法在保证数据安全可信的情况下，有效解决医疗机构 AI 训练中面临的训练数据匮乏问题，进一步推动医疗 AI 应用的快速发展。7776英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇AI 技术加速蛋白质结构预测AlphaFold2 实现蛋白质结构预测加速蛋白质结构预测的价值作为生物体中最重要的组成部分之一，蛋白质的结构揭示着生命中的许多本质问题。因此，在生物学、医学、药学乃至农业、畜牧业等领域中，通过对蛋白质三维结构的有效解析与预测，发现其中脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）以及蛋白质（包括多肽62、氨基酸）之间的“转录-翻译”关系，并清晰呈现生物体内的信息传递路径，一直是相关领域科研机构、实验室和企业开展探索，对生物体运行和变化的规律实施更深层次的诠释，进而推动各类技术创新和产品研发的重要方法。这些解析与预测工作传统上通常依赖基于实验方法的蛋白质结构解析工具，包括 X-射线晶体衍射、冷冻电镜、核磁共振等来完成。但这些方法的效率已逐渐赶不上氨基酸序列的增加速度，后果之一便是海量待测样品/序列可能会在实验室中等待数月乃至数年才能得到解析。以 UniProtKB/Swiss-Prot 数据库搜集和整理的数据为例，单从实验获得的已知蛋白序列就已高达 57 万条之多63。AI 技术的高速发展正为破解上述效率问题带来新的思路。人们开始将 AI 中的深度学习等方法运用于蛋白质结构预测，例如经典的 ResNet 网络就曾被用来开展高水平的蛋白质结构预测64。而今天，由 DeepMind 在 2020 年 CASP 14 65上提出的AlphaFold2方案尤其令人瞩目，它以惊人的92.4分（GDT_TS 分数）的表现实现了原子级别的预测精度，被认为“已可替代传统实验方法”66。基于AlphaFold2 的蛋白质结构预测方法 67得益于全新的设计思路，AlphaFold2 为人们提供了完整的端到端蛋白质三维结构预测流程。如图 2-7-1 所示，其工作流程大致可分为预处理（Preprocessing）、深度学习模型推理（DL Model Inference）以及后处理（Postprocessing）三个阶段，各阶段执行的功能如下：预处理：由于初始输入的氨基酸序列所含信息往往较少，因此 AlphaFold2 在预处理阶段会先利用已知信息（包括蛋白质序列、结构模板）来提升预测精度。包括借助一些蛋白质搜索工具在特定序列数据库中使用多序列比对（Multiple sequence alignment，MSA）方法，以及在特定结构数据库中进行模板搜索，从而获得不同蛋白质之间的共有进化信息；深度学习模型推理：在该阶段中，AlphaFold2 首先会借助嵌入（Embedding）过程，将来自预处理阶段的模板MSA信息、MSA 和目标构成 MSA 表征（MSA representation）的三维张量，同时也将模板邻接信息和额外的 MSA 构成邻接表征（pair representation）的三维张量，随后两种表征信息会通过一个由 48 个块（Block）组成的 Evoformer 网络进行表征融合。在这一进程中，模型将通过一种 Self-Attention机制来学习蛋白质的三角几何约束信息，并让两种表征信息相互影响来使模型推理出相应的三维结构，且循环三次；后处理：这一阶段，AlphaFold2将使用Amber力场分析方法，对获得的三维结构参数优化，并输出最终的蛋白质三维结构。76实战篇62肽是-氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，是蛋白质水解的中间产物，由三个或三个以上氨基酸分子组成的肽叫多肽。63 数据援引自 UniProtKB/Swiss-Prot 数据库官网：https:/web.expasy.org/docs/relnotes/relstat.html。64 信息援引自Improved protein structure prediction by deep learning irrespective of co-evolution information，Jinbo Xu,Matthew McPartlon&Jin Li，https:/ 65 CASP，即结构预测的关键评估竞赛（Critical Assessment of Structure Prediction），于 1994 年启动，是对蛋白质结构的计算预测进行基准测试的一种手段。DeepMind 在 2020 年的 CASP 14 上提出了 AlphaFold2 算法。66 一般认为，AI 方法的预测精度（GDT_TS 分数）超过 90 分，可认为预测结果与实验方法得到的蛋白质结构基本一致。67本节中有关基于 CNN 及 M-CNN 的 HCS 的技术描述，详情请参阅：Godinez et al,A multi-scale convolutional neural network for phenotyping high-content cellular images.Bioinformatics,2017用 Amber 力分析行 微嵌入外的MSA目MSA模板接信息接表征MSA 表征模板 MSA 信息MSA(jackhmmer,hhblits)模板索(hhsearch)入基酸序列序列数据数据Evoformer 网Structure Moduleunrelaxed StructureAmberpdb xerMaskedMSAPredicted LDDTExperimentallyResolvedDistogram循 3 次理后理深度学模型推理图 2-7-1 AlphaFold2 基本架构7978英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇软硬件配置建议对于利用 AlphaFold2 来开展蛋白质结构预测，可以参考以下基于英特尔 架构平台的软硬件配置，来进行系统部署。预处理阶段-高通量优化预处理阶段的高通量计算需求，使 AlphaFold2 在执行时面临巨大的并行计算压力。借助第四代或第三代英特尔 至强 可扩展处理器的多核优势，及内置的英特尔 AVX-512 技术，方案能实现针对预处理阶段的高通量优化。如前所述，AlphaFold2 会在预处理阶段对特定序列数据库和结构数据库中的已知序列/模板信息进行搜索，包括使用jackhmmer 等蛋白质搜索工具来执行 MSA 方法，即从数据库中抽取和输入与氨基酸序列相近的序列并进行对齐，其目的是找出同源的序列/模板组成表征信息，来为后续推理过程提供输入，由此提高预测精度。这一过程需要执行大量的向量/矩阵运算。以模板搜索为例，其本质为计算两个隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model，HMM）间的距离。当输入的氨基酸序列很长（例如执行中输入长度达数百的氨基酸序列）且需并行执行大量实例时，如果无法让处理器的算力“火力全开”去提升平台的并行计算效率性能，那么整个预处理过程的效率就会变得乏善可陈。在优化方案中，一方面英特尔 至强 可扩展处理器出色的微架构设计，尤其是多核心、多线程和大容量高速缓存，可以保模型推理阶段-深度学习模型迁移至面向英特尔 架构优化的 PyTorch原始版本的 AlphaFold2 是基于 DeepMind 的 JAX 和 haiku-API 做的网络实现，但目前 JAX 上还没有面向英特尔 架构平台的优化工具。而 PyTorch 拥有良好的动态图纠错方法，与 haiku-API 有着相似的风格，并可以采用面向 PyTorch的英特尔 扩展优化框架（Intel Extensions for PyTorch，IPEX，可由英特尔 oneAPI AI 工具套件提供）。为实现更好的优化效果，方案选择将深度学习模型迁移至面向英特尔 架构优化的 PyTorch，并最终逐模块地从 JAX/haiku 上完成了代码迁移。模型推理阶段-引入 PyTorch JIT为提高模型的推理速度，便于利用 IPEX 的算子融合等加速手段，优化方案中还对迁移后的代码进行了一系列的 API 改造，在不改变网络拓扑的前提下，引入 PyTorch Just-In-Time(JIT)图编译技术，将网络最终转化为静态图。名称规格处理器第四代英特尔 至强 可扩展处理器，或第三代英特尔 至强 可扩展处理器（例如英特尔 至强 铂金 8358 处理器）及以上超线程ON睿频加速ON内存16 x 32GB DDR4 3200MHz 及以上存储英特尔 固态盘 S4510 系列及以上操作系统CentOS Linux 8 或最新版本Linux 核心4.18.0-240.22.1.el8_3.x86_64 或最新版本Python 版本基于英特尔 架构优化的 Python 3.9.7 或最新版本PyTorch 版本IPEX-2.0.100 cpu 或更高版本JAX 版本0.3.14 或最新版本基于英特尔 至强 可扩展处理器平台开展 AlphaFold2 优化各行业和领域内的使用者在借助 AlphaFold2 进行蛋白质结构预测时所面临的重大挑战之一，就是如何保证有充沛的算力去应对预测各环节中所需庞大的计算量，尤其随着预测蛋白质序列长度不断加长，计算复杂度也正变得越来越大。为此，使用者需要更加充分地挖掘硬件的计算潜力来提升执行效率；以及为缩短结构预测时间而利用更多计算节点，来构建效率更高的并行计算方案等。英特尔为这一工作提供了从算力平台、AI 加速能力到软件优化的全面支持。借助英特尔 至强 可扩展平台提供的内置 AI加速能力，对运算和存储性能的均衡设计，以及对硬件和软件协同优化能力的兼顾，英特尔为 AlphaFold2 全流程提供了端到端的全面优化。针对 AlphaFold2 的设计特点，优化方案主要聚焦在预处理和模型推理两个层面，推出了 9 项优化措施。这些优化项可以分别作用于第四代或第三代英特尔 至强 可扩展平台上。优化项第四代英特尔 至强 可扩展平台第三代英特尔 至强 可扩展平台高通量优化深度学习模型迁移至面向英特尔 架构优化的 PyTorch引入PyTorch JIT切分 Attention 模块和算子融合挖掘多核心优势借助 TPP 技术降低推理过程中的内存消耗提供对 DDR5 内存与大容量缓存的支持引入英特尔 AMX_BF16 在保证精度的前提下加速推理过程采用高带宽内存HBM2e增加访存通量表 2 基于英特尔 至强 可扩展处理器的优化证 AlphaFold2 获得充足的总体算力，满足整个结构预测过程所需；另一方面，内置的英特尔 AVX-512 也为方案提供了更进一步的性能调优空间。针对序列/模板搜索所需的大量向量/矩阵运算需求，英特尔 AVX-512 能以显著的高位宽优势（最大可提供 512 位向量计算能力），来提升计算过程中的向量化并行程度，有效提升向量/矩阵运算效率。实战中，使用者在预处理阶段可以参考以下代码示例进行调优（以下代码示例以第四代英特尔 至强 可扩展处理器为例）。在指令调用优化设定阶段，代码示例如下：在使用英特尔 ICC 编译器进行代码优化编译设定阶段，代码示例如下：在预处理的 MSA 并行计算优化设定阶段，代码示例如下：8180英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇模型推理阶段-切分Attention 模块和算子融合AlphaFold2 的嵌入过程是构成 MSA 表征张量和邻接表征张量来作为 Evoformer 网络输入的关键步骤。从其算法设计可以获知，其注意力模块（attention unit）中包含了大量的偏移量（bias）计算。这种偏移量计算是通过张量间的矩阵运算来完成的，运算过程中会伴随张量的扩张。当张量达到一定规模后，扩张过程对内存容量的需求就会变得巨大。以一个“5120 x 1 x 1 x 64”的张量为例，其初始内存需求为 1.25MB，但在扩张过程中，对内存容量的需求却可达 930MB。这就使 AlphaFold2 在嵌入过程中面临两个问题，一方面是巨大的内存峰值压力，其需求量会使内存资源在短时间耗尽，尤其是内存峰值在相互叠加之后，可能造成推理任务的失败；另一方面，大张量运算所需的海量内存也会带来不可忽略的内存分配过程，从而增加执行耗时。为此，英特尔提出了“对注意力模块进行大张量切分（tensor slicing）”的优化思路，即将大张量切分为多个较小的张量，来降低扩张中的内存需求。例如，将上述“5120 x 1 x 1 x 64”的张量切分为“320 x 1 x 1 x 64”后，其扩张所需的内存就由930MB降至59.69MB，仅为未进行张量切分时的6.4%左右，模型推理阶段-借助 TPP 技术降低推理过程中的内存消耗在深度学习系统开发中，诸如算子（Operators）、算法概念（Algorithmic Concepts）以及计算模式（Computational Motifs）等编程范式（Programming Paradigm）通常会面向特定平台进行调优，这会对系统的构建便利性、性能调优以及可移植性造成障碍。为此，张量计算原语（Tensor Processing Primitives，TPP）技术是在 2D 张量上定义了一组低层级的基本算子，通过有效且可移植的张量级算子来应对这一问题。TPP 可被看成是一种虚拟的张量指令集架构，能将英特尔 AVX-512等物理指令集予以抽象，并生成经优化的平台代码。根据自身软硬件特性，英特尔面向 PyTorch 对 TPP 进行了扩展。面向 PyTorch 的英特尔 TPP 扩展（Intel Tensor 此外，英特尔发现，利用PyTorch 自带的 Profiler 对 AlphaFold2的 Evoformer 网络进行算子跟踪分析时，Einsum 和 Add 这两种算子占用了大部分的算力资源。因此，英特尔就考虑使用IPEX（建议版本为 IPEX-2.0.100 cpu 或更高）提供的算子融合能力，来实现上述两种计算过程的融合。传统深度学习计算过程都是逐一操作，例如 Einsum 计算过程结束后，函数返回值需要在 Python 进程中建立一个临时缓存，然后通过调用 Add 算子，再次进入 oneDNN 完成第二个函数的运算，这中间来回折返的过程时间消耗不可忽略。如图2-7-3所示，算子融合带来的优势就在于，在前一操作结束后可以马上执行后一操作，节省了中间建立临时缓存数据结构的时间。同时，从时间轴上不难看出，经过融合后，两个连续的算子合并为一个，用时也显著缩短。有效消减了内存峰值压力。相关代码示例如下：模型推理阶段-挖掘多核心优势为了让推理性能在多实例进程中获得更接近线性的增长表现，优化方案还借助英特尔 至强 可扩展平台提供的高效且更为均衡的计算和存储优势，实施了有针对性优化。首先，借助基于 NUMA 架构的核心绑定技术，来充分挖掘 至强 可扩展处理器的多核优势。得益于英特尔 至强 可扩展处理器在微架构设计上的优势，物理核与物理核之间的数据通信平均延时较短，每个 NUMA 在并行计算中的工作效率也会更高。如图 2-7-4 所示，这一技术可对处理器节点以及访问本地内存进程予以精确控制，让每个推理工作负载都能稳定地在同一组核心上执行，并优先访问对应的近端内存，从而提供更优也更稳定的并行算力输出。在执行中可使用以下 numactl 指令：图 2-7-2 Evoformer 模块的热点算子图 2-7-3 算子 Einsum Add 融合效果图图 2-7-4 英特尔 至强 可扩展处理器提供多核并行算力输出2.750 ms2.800 ms98.469 msaten:einsumaten:reshapeaten:coloneaten:copy_After fusion(unit test)3.200 ms3.300 ms3.400 ms3.500 ms3.600 ms3.700 ms594.105 msmodel_inferenceaten:einsumaten:addforwardaten:bmmate.ate.aten:.aten:.aten:.aten:.Before fusion(unit test)aten:bmm2.850 ms2.900 ms2.950 ms3.00 ms2.850ms2.900ms2.950ms3.00msmodel_inferenceforward8382英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇Processing Primitives Extension for PyTorch）不仅能让开发者直接使用 TPP 调用英特尔 oneAPI 等库来生成优化代码，也可利用面向 PyTorch 的 TPP 作为构建块，来表示底层张量计算。引入 TPP 技术能让 AlphaFold2 在通用矩阵乘法（GEMM）等计算中获得优势，降低内存消耗并更好地利用第四代英特尔 至强 可扩展处理器所具备的大容量末级缓存优势，有助于加速诸如在 Evoformer 模块中需要进行大量的狭长矩阵乘法等运算。对于在处理器上执行的矩阵乘法计算，一般会采用两种重要的优化方式：以单指令多数据（SIMD）方式处理数据；优化内存访问模式，提升缓存命中率来提高数值计算和访存效率。通过引入面向 PyTorch 的英特尔 TPP 扩展，英特尔在AlphaFold2 实现了以上两种优化。如图 2-7-5 所示，一方面由 libxsmm(小矩阵乘法函数库)构建起来的 TPP BRGEMM（Batch Reduce General Matrix Multiplication）能最大化利用第四代英特尔 至强 可扩展处理所内置的SIMD 运算单元，同时小矩阵乘法也能有效提高缓存命中率，使处理器的大容量末级缓存优势在计算过程中获得更充分的利用。实战中，使用者可以参考以下代码示例来构建TPP BRGEMM，并替换原始的自注意力模块。内存XXGEMMBRGEMM TPPXX图 2-7-5 以 TPP 技术来充分利用处理器的缓存优势图 2-7-7 不同精度数据类型在 AlphaFold2 中表现对比图 2-7-6 TPP 技术带来所需内存峰值的大幅降低同时，TPP 技术的引入，令狭长矩阵乘法的空间复杂度从O(n2)降为 O(n)，这使得运算过程中所需的内存峰值大幅降低，有效缓解长序列蛋白质结构预测工作中面临的“序列长度天花板”问题。如图 2-7-6 所示，在一项对比测试中，随着所预测蛋白质序列长度的增加，使用 TPP 技术的测试组（橙色线）所需内存峰值为线性增加，而未使用 TPP 技术的测试组（灰色线）所需内存峰值呈现指数增加状态，很快就攀升至TB 级（数据显示，当人们对 LRP2 蛋白进行结构预测时，其4700aa 的序列长度要求的内存容量就远大于 1.3TB），形成阻碍应用工作效能发挥的“峰值内存墙”。模型推理阶段-提供对 DDR5 内存与大容量缓存的支持通过对算法架构的解析可知，AlphaFold2 中大量的矩阵运算过程都需要内存予以支撑，因此内存性能是影响 AlphaFold2性能的重要因素。而随着预测序列长度的增加，计算中所需的内存也会成倍增加，内存性能，尤其是内存带宽对系统整体性能的影响也会更为明显。与此同时，更优的缓存策略也能让 AlphaFold2 进一步发挥潜能。由于张量间的矩阵运算会涉及大量的内存数据访存，而更靠近处理器运算单元末级缓存在延迟性能上比内存高出一个数量级。因此在复杂的矩阵运算中，更多的热数据通过末级缓存访存而非内存可以带来显著的性能提升。第四代英特尔 至强 可扩展处理器对 DDR5 内存的支持，以及所具备的大容量末级缓存，为张量吞吐量的提升提供了更佳途径。新一代 DDR5 内存不仅频率更高、工作电压更低，还具有远超 DDR4 内存的带宽速度。与 DDR4 内存25.6GBps（3,200MHz）的带宽相比，DDR5 内存带宽达到了38.4GBps（4,800MHz）以上，提升幅度超过了50%。同时，新处理器的末级缓存也由上一代的最高 60MB 提升至本代的最高 112.5MB，提升幅度达 87.5h。性能更高的内存与容量更大的末级缓存，使 AlphaFold2 推理过程中关键的张量吞吐获得了显著提升。模型推理阶段-引入英特尔 AMX_BF16在保证精度的前提下加速推理第四代英特尔 至强 可扩展处理器面向深度学习应用推出的“杀手锏”之一就是创新的 AI 加速引擎，即英特尔 AMX。作为矩阵相关的加速器，英特尔 AMX 能显著加速基于 CPU平台的深度学习推理和训练，提升 AI 整体性能。英特尔 AMX对INT8、BF16等低精度数据类型都有着良好的支持（通过 AMX_INT8、AMX_BF16 等不同指令集执行操作），如图2-7-7 最右侧所示，来自 AlphaFold2 的实际预测结果表明，BF16 数据类型在精度上有着不逊于 FP32 数据类型的表现。针对 AlphaFold2 推理过程所需的大量矩阵运算，AMX-BF16能在保持较高精度的同时，提高计算速度并减少内存占用。如图 2-7-7 最左侧所示，在面向同一种蛋白质的结构预测工作中，BF16 占用内存明显低于 FP32，且这一趋势将随着所预测蛋白质序列长度的增加而愈发明显。究其原因，是因为英特尔 AMX在解决矩阵乘法问题时，直接采用了分块矩阵乘法的方式。其内部所定义的 Tile 矩阵乘法（Tile Matrix Multiply Unit，TMUL）加速模块，能直接对矩阵寄存器中的数据实施矩阵运算操作，由此运算效率可得到大幅提升。实践数据表明，AlphaFold2 在推理过程中使用 AMX_BF16 后，推理效率可提升数倍之多。而引入英特尔 AMX 带来的另一项优势，是使用者可以利用AlphaFold2 开展更大序列蛋白质结构的预测。如图 2-7-7 中间所示，在总内存一致的情况下，基于第四代英特尔 至强 可扩展处理器的方案较第三代英特尔 至强 可扩展处理器有着更大的输入长度，可预测蛋白质序列更长。模型推理阶段-采用高带宽内存 HBM2e增加访存通量与第四代英特尔 至强 可扩展处理器一同发布、采用了相同微架构的英特尔 至强 CPU Max 系列中，还加入了对 HBM的支持，这也能让运行在其上的 AlphaFold2 推理负载更进一步。作为一种采用 3D 堆叠技术的全新内存产品，HBM 能为68具体产品细节可参阅英特尔官网相关英特尔 至强 可扩展处理器产品介绍：https:/ 技术未使用TPP 技术TB 级GB 级BF16 占用内存更低BF16 最大输入长度更大FP32 v.s.BF16 预测结构没有明显差异020004000输入长度(aa)BF16FP32内存占用 越低越好总内存 512GB 条件下最大输入长度(越大越好)第四代英特尔 至强 可扩展处理器第三代英特尔 至强 可扩展处理器8584英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册实战篇实战篇AI 应用场景所需的各类计算负载提供更大的内存带宽支持。每个英特尔 至强 CPU Max 系列都拥有 4 个基于第二代增强型高带宽内存（HBM2e）的堆栈，总容量为 64GB（每个堆栈的容量为 16GB）；由于能同时访问多个 DRAM 芯片，因此 HBM 在带宽方面相较 DDR 技术更具优势，其中 HBM2e 可提供高达 1TB/s 的带宽；HBM 内存可根据工作负载特性，以“HBM Only”、“HBM Flat”以及“HBM Cache”三种不同的模式，通过灵活的配置与 DDR5 内存一起协同工作。在实践中，HBM2e 内存能有效缓解 AlphaFold2 推理负载中，大张量运算带来的海量内存需求，并以高带宽特性带来大幅访存通量提升，从而有力降低整体推理时长。在实战中，使用者可以参考以下代码示例来配置使用 HBM（Flat 模式）：英特尔优化方案在 AlphaFold2上的实战基于英特尔 至强 可扩展平台开展的 AlphaFold2 端到端优化，包括一系列并行计算能力优化举措的引入，使得整个AlphaFold2 端到端处理过程的性能获得了质的提升，这在连续两代英特尔 至强 可扩展平台的实战中都获得了验证。基于第三代英特尔 至强 可扩展处理器的AlphaFold2 端到端优化，通量提升 23.11 倍如图 2-7-8 所示，在基于第三代英特尔 至强 可扩展处理器的优化流程中，每个优化步骤获得的提升累积后，最后相比优化前通量提升可达 23.11 倍69。第四代英特尔 至强 可扩展处理器带来AlphaFold2 通量再提升 3.02 倍来自第四代英特尔 至强 可扩展处理器的优化加持，使AlphaFold2 的端到端通量获得进一步提升，如图 2-7-9 所示，与第三代英特尔 至强 可扩展处理器相比，融合 AMX_BF16、HBM 内存等技术的新平台能获得高达 3.02 倍的多实例通量提升71。得益于性能强劲的算力表现和卓有成效的优化提升，如图2-7-10 所示，已经有一系列不同序列长度的蛋白质已经基于第四代英特尔 至强 可扩展处理器进行了结构预测，并取得了令人满意的结果。图 2-7-8 基于第三代英特尔 至强 可扩展处理器的优化流程中多种优化措施带来的累计性能提升70图 2-7-9 第四代英特尔 至强 可扩展处理器带来多实例通量提升72图 2-7-10 基于第四代英特尔 至强 可扩展处理器开展的蛋白质预测实例69测试配置：测试组：处理器：2 x 英特尔 至强 铂金 8358 处理器，内存：16 x 32GB DDR4 3200MHz RDIMM 16 x 256GB 英特尔 傲腾 持久内存200 系列(Intel Optane NMB1XXD256GPSU4 DCPMM)，I/O 扩展：Raid Cntrlr-Trinity Dunes RAID Adapter,Intel RSP3TD160F，存储：Solidigm Youngsville Refresh SSDSC2KB038T801 S4510 Series，网络：SND I350-AM2 RJ45 Dual Port PCI-E4X_1KM，BIOS：Version:SE5C620.86B.01.01.0003.2104260124，Release Date:04/26/2021，Linux 系统和 Kernel：Ubuntu 20.04 kernel-5.5.0-81-generic，Python版本：基于英特尔 架构优化的 Python 3.9.7，AI 框架：PyTorch 1.11.0 cpu,Intel PyTorch Extension 1.11.100 with oneDNN 2.6，其他工具和库：JAX 0.3.4,JAXlib 0.3.2 cuda11.cudnn82 ,HMMER 3.3.2,HH-Suite 3.3.0,OpenMM 7.5.1；对比组：处理器：2 x 英特尔 至强 铂金 8358 处理器，内存：32 x 128GB DDR4 3200MHz RDIMM，I/O 扩展：Raid Cntrlr-Trinity Dunes RAID Adapter,Intel RSP3TD160F，存储：Solidigm Youngsville Refresh SSDSC2KB038T801 S4510 Series，网络：SND I350-AM2 RJ45 Dual Port PCI-E4X_1KM，BIOS：Version:SE5C620.86B.01.01.0003.2104260124，Release Date:04/26/2021，Linux 系统和 Kernel：Ubuntu 20.04 kernel-5.5.0-81-generic，Python版本：基于英特尔 架构优化的Python 3.9.7，AI框架：PyTorch 1.11.0 cpu,Intel PyTorch Extension 1.11.100 with oneDNN 2.6，其他工具和库：JAX 0.3.4,JAXlib 0.3.2 cuda11.cudnn82 ,HMMER 3.3.2,HH-Suite 3.3.0,OpenMM 7.5.1。70同脚注 6971 测试配置：测试组：处理器：2 x 英特尔 至强 CPU MAX 系列 1.90GHz，内存：128GB(8x16GB HBM2 3200MT/s，存储：1x 931.5G INTEL SSDPE2KX010T8，网络：1x Ethernet Controller X710 for 10GBASE-T，BIOS：SE5C7411.86B.8424.D03.2208100444，Linux 系统和 Kernel：CentOS Stream 8/5.19.0-rc6.0712.intel_next.1.x86_64 server，Python 版本：基于英特尔 架构优化的 Python 3.9.7，AI 框架：PyTorch 1.11.0 cpu,Intel Extension for PyTorch 1.11.200 special branch for AlphaFold2，其他工具和库：JAX 0.3.14；对比组：处理器：2 x 英特尔 至强 铂金 8360Y 处理器 2.40GHz，内存：512GB(16x32GB DDR4 3200MT/s)，存储：1x 894.3G INTEL SSDSC2KG96，网络：1x I210 Gigabit Network Connection,2x Ethernet Controller 10G X550T，BIOS Version：WLYDCRB1.SYS.0021.P21.2106280839，Linux 系统和 Kernel：CentOS Linux 8/4.18.0-240.22.1.el8_3.x86_64，Python 版本：基于英特尔 架构优化的 Python 3.9.7，AI 框架：PyTorch 1.11.0 cpu,Intel Extension for PyTorch 1.11.200 special branch forAlphaFold2，其他工具和库：JAX 0.3.14。72 同脚注 713.5 AlphaFold2(8)32.521.5113.020.50在探索和验证上述端到端 AlphaFold2 优化方案、步骤和经验的过程中，英特尔也与同在寻求相关解决方案、专攻医药和生命科学研究和创新的产、学、研领域用户及合作伙伴们积极开展了广泛及深入的协作，这些协作起到了博采众长的效果，也为不断提升方案的普适性带来了助益。同样，在优化方案基本定型，并展现了显著的通量提升效果，以及能够担起更长序列蛋白质结构预测重任的能力后，众多合作伙伴与用户也第一时间参考和借鉴了方案中的方法、经验与技巧，并结合自身特定的环境、应用现状和需求，开展了实战验证和更进一步的探索。小结凭借自身在蛋白质结构预测上的高可信度，以及远优于传统实验方法的效率和成本表现，AlphaFold2 正在“AI for Science”领域树起全新的里程碑。它不仅在生命科学领域掀起了颠覆式的革新，也成为了 AI 在生物学、医学和药学等领域落地的核心发力点。始终走在 AI 应用创新与落地一线的英特尔，也在这一过程中借助至强 可扩展平台，包括其硬件层面的第三代 英特尔 至强 可扩展处理器和第四代英特尔 至强 可扩展处理器，以及其软件层面的英特尔 oneAPI 工具套件等，基于这些软硬件之间的无缝组合与高效协作，以及多样化的 AI 优化方法，为AlphaFold2提供了端到端的高通量计算优化方案。面向未来，英特尔还将继续携手科学前沿领域的合作伙伴，推进更多英特尔产品、技术与 AlphaFold2 等新技术开展交互与融合，在更多层面助力和加速“AI for Science”技术创新，让AI应用为各类前沿科学研究和探索带来更多加速、助力与收获。某抗菌肽 90转录调控蛋白 210人造蛋白片段 300原核调控蛋白 800本体感受受体 1300刺突蛋白1400触觉受体 A 2200触觉受体B 2500huntingtin 3200技术篇86878988英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册技术篇技术篇第四代英特尔 至强 可扩展处理器第四代英特尔 至强 可扩展处理器旨在为人工智能、数据分析、存储和科学计算方面快速增长的工作负载提供性能加速。该处理器具备多种内置加速器，帮助客户将零信任安全策略付诸实践，同时利用先进的安全技术，即使面对敏感或受监管的数据，也能解锁新的商业合作机会和洞察。使用这款处理器可跨多个云和边缘环境进行扩展，满足自身的部署需求。英特尔 至强 可扩展处理器具有很强的灵活性，可在其上选择不同的云服务，帮助企业顺利实现应用移植。基础性能进一步大幅提升 第四代英特尔 至强 可扩展处理器采用全新架构，单核性能比上一代产品更高，每路配备多达 60 个内核。每个系统支持单路、双路、四路或八路配置。为了与内核数增加这种情况相匹配，该平台在内存和 I/O 子系统方面也做了相应改进。DDR5 内存提供的带宽和速度与 DDR4 相比提高多达1.5 倍，速率达到 4,800 MT/s1。此外，该平台还具有每路80 条 PCIe Gen5 通道的特点，与之前的平台相比，I/O 得到显著提升。本代处理器还可提供 CXL 1.1 连接，支持高网络带宽并使附加加速器能够高效运行。第四代英特尔 至强 可扩展处理器支持的技术支持根据工作负载要求的变化灵活扩展和调整。此外，本代处理器还可助力实现以下优势:进一步提升网络、存储和计算性能，并通过将繁重的任务卸载到英特尔 基础设施处理单元（Intel Infrastructure Processing Unit，英特尔 IPU）来提高 CPU 利用率；通过英特尔 UPI 2.0 提高多路带宽（高达 16 GT/s）；使用英特尔 Speed Select 技术（英特尔 SST）调整CPU 配置，满足特定工作负载的需求；增加三级缓存（LLC）共享容量（所有内核共享多达 100 MB LLC）；通过硬件增强型安全功能加强对安全态势的掌控；使用英特尔 Virtual RAID on CPU（英特尔 VROC），从而无需再用单独的 RAID 卡。PCI Express Gen5（PCIe 5.0）带来全新的 I/O 速度，可在 CPU 和互联设备之间实现更高的吞吐量。第四代英特尔 至强 可扩展处理器具有多达 80 条 PCIe 5.0 通道，非常适合高速网络、高带宽加速器和高性能存储设备。PCIe 5.0 的 I/O 带宽是PCIe 4.0 的两倍，仍具备向后兼容性并提供用于 CXL连接的基础插槽2。DDR5 以更高内存带宽克服数据瓶颈，提高计算性能。与DDR4 相比，DDR5 的带宽提高多达 1.5 倍，因此有机会提升性能、容量和能效并降低成本3。借助 DDR5，第四代英特尔 至强 可扩展处理器提供的速率可高达4,800 MT/s（1 DPC）或 4,400 MT/s（2 DPC）。CXL 借助面向下一代工作负载的 CXL 1.1，降低数据中心的计算时延并帮助减少 TCO。CXL 是另一种跨标准 PCIe 物理层运行的协议，可以在同一链路上同时支持标准PCIe 设备和 CXL 设备。CXL 可带来的一大关键能力是在 CPU 和加速器之间创建统一且一致的内存空间，它将革新未来数年数据中心服务器架构的构建方式。第四代英特尔 至强 可扩展处理器的新特性或新功能1、2、3 https:/ https:/ 8 路的可扩展性4 个英特尔 UPI 端口，速率为 16 GT/s80 条 PCIe 5.0 通道 CXL支持 DDR5，速率高达 4,800 MT/s（每通道 1 个 DIMM）或 4,400 MT/s（每通道 2 个 DIMM）支持英特尔 傲腾 持久内存 300 系列英特尔 AVX-512（两个 512 位 FMA）英特尔 超线程技术和英特尔 睿频加速技术英特尔 AMX英特尔 SST先进的可靠性、可用性和可维护性(RAS)英特尔 SGX 最大飞地容量高达 128 GB（在特定型号的 SKU 上最大飞地容量高达 512 GB）可通过英特尔 QAT、英特尔 DLB、英特尔 DSA 和英特尔 IAA 加速工作负载多达 4 路的可扩展性3 个英特尔 UPI 端口，速率为 16 GT/s80 条 PCIe 5.0 通道 CXL支持 DDR5，速率高达 4,800 MT/s（每通道 1 个 DIMM）或 4,400 MT/s（每通道 2 个 DIMM）支持英特尔 傲腾 持久内存 300 系列英特尔 AVX-512（两个 512 位 FMA）英特尔 超线程技术和英特尔 睿频加速技术英特尔 深度学习加速技术和英特尔 AMX英特尔 SST先进的 RAS英特尔 SGX 最大飞地容量高达 128 GB可通过英特尔 QAT、英特尔 DLB、英特尔 DSA 和英特尔 IAA 加速工作负载多达 2 路的可扩展性2 个英特尔 UPI 端口，速率为 16 GT/s80 条 PCIe 5.0 通道 CXL支持 DDR5，速率高达 4,800 MT/s（每通道 1 个 DIMM）或 4,400 MT/s（每通道 2 个 DIMM）英特尔 AVX-512（两个 512 位 FMA）英特尔 超线程技术和英特尔 睿频加速技术英特尔 深度学习加速技术和英特尔 AMX英特尔 SGX 最大飞地容量高达 64 GB可通过英特尔 QAT、英特尔 DLB、英特尔 DSA 和英特尔 IAA 加速工作负载第四代英特尔 至强 英特尔 至强 8400 处理器AI 8400 8 I/O I/O 每个英特尔 60 8 条内存通道，速率高达 4,800 MT/s(1 DPC)英特尔 AMX AI 英特尔 至强 6400 至强 5400 处理器11英特尔 至强 4400 处理器 和 CMYCMMYCYCMYK技术1.pdf 1 2023-07-31 14:07:46英特尔 Intel Advanced Matrix Extensions英特尔 AMX(NLP)(DL)vRAN 的英特尔 Intel Advanced Vector Extensions AVX(vRAN)2 4 英特尔 Intel Data Streaming Accelerator英特尔 DSA英特尔 512Intel Advanced Vector Extensions 512 AVX-512(FMA)英特尔 Intel In-Memory Analytics Accelerator IAA CPU 英特尔 QAT可加速加英特尔 Intel Crypto Acceleration(SSL)Web 5G VPN/英特尔 Intel Dynamic Load Balancer英特尔 DLB CPU CMYCMMYCYCMYK3.pdf 1 2023/8/9 下午6:34内置众多加速引擎，重新定义性能与增加 CPU 内核数相比，内置加速器是一种提升性能更有效的方法。其不但可以提高 CPU 利用率，降低功耗，并提高投资回报率（ROI），同时还能帮助企业实现可持续发展目标。英特尔 至强 可扩展处理器支持广泛且独特的内置加速器，有助于提高性能和效率，减少另行添置专用硬件的需求。在云端和本地环境中，这些专用功能支持人工智能、安全性、科学计算、数据分析、存储和网络等目前最为常见的严苛工作负载。9190英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册技术篇技术篇 AI：凭借更优的矢量指令和矩阵乘法运算，第四代英特尔 至强 可扩展 处理器展现出更为出色的 AI 推理和训练性能。英特尔 AMX 可以显著提高推荐系统、NLP、图像识别、媒体处理和分发以及媒体分析等深度学习工作负载的性能。AI 性能数据请参考：英特尔 AI 数据中心产品的性能数据扫码了解更多第四代英特尔 至强 可扩展处理器详情扫码了解更多第三代英特尔 至强 可扩展处理器详情扫码了解第四代英特尔 至强 可扩展处理器的配置和 AI 调优指南访问链接了解更多第四代英特尔 至强 可扩展处理器详情https:/ 可扩展处理器详情英特尔 至强 铂金 8400 处理器是打造安全且敏捷的混合云数据中心的基石，专为高级数据分析、AI、高密度基础设施和多云工作负载而设计。这些处理器具备更高性能、强大的平台功能和出色的工作负载加速能力。它们具有更出色的基于硬件的安全性和强大的多路处理性能特定型号的英特尔 至强 铂金 8400 处理器支持多达 8 路配置。借助值得信赖且经过硬件增强的数据服务交付以及全新的 I/O 和连接技术，这些处理器在 I/O、内存、存储和网络技术方面均实现提升，因而能够更好地在数据驱动程度日益加深的世界中挖掘可执行洞察。相关提升包括：每个英特尔 至强 可扩展处理器具备多达 60 个内核；每个处理器有 8 条内存通道，速率高达 4,800 MT/s(1 DPC)；英特尔 AMX 支持下的 AI 加速带来深度学习推理和训练性能的巨大飞跃第三代英特尔 至强 可扩展处理器英特尔对面向四路和八路的第三代英特尔 至强 可扩展处理器（Cooper Lake）和面向单路和双路的第三代英特尔 至强 可扩展处理器（Ice Lake）在多样化的工作负载类型和性能需求方面进行了优化，并通过平衡的架构以及多种内置加速和先进的安全功能。基础性能 第三代英特尔 至强 可扩展处理器基于平衡、高效的架构构建，该架构可提升内核性能、内存和 I/O 带宽，为处理从数据中心到边缘的各种工作负载提速。在单路和双路配置中，支持每处理器多达 40 个内核，在四路和八路配置中则支持每处理器达 28 个内核，在八路配置下，单平台支持多达 224 个内核；单个处理器支持 8 条 DDR4 内存通道（Ice Lake）或 6 条 DDR4 内存通道（Cooper Lake），最高速率为 3,200 MT/s。同时每路多达 64 条 PCI Express Gen4 通道，实现更高的每核 I/O 带宽；多达 6 条英特尔 超级通道互联（英特尔 UPI）通道有效提高了平台可扩展性以及 I/O 密集型工作负载的 CPU 间带宽，从而在提高吞吐量和能效之间达成平衡。增强的 AI 加速与安全能力 第三代英特尔 至强 可扩展处理器加入了基于英特尔 AVX-512 的增强版英特尔 深度学习加速技术，同时支持 16 位 Brain Floating Point(BF16)和矢量神经网络指令(VNNI)，有效加速人工智能推理和训练性能。其中 BF16 适用于特定型号的第三代英特尔 至强 可扩展处理器，其在视觉、自然语言处理和强化学习等需要兼顾吞吐量和准确率的 AI 应用场景可以提供更有效的训练与推理加速能力。而矢量神经网络指令(VNNI)能够充分提高计算资源和缓存的利用率、减少潜在的带宽瓶颈，以此增强推理工作负载；单路和双路配置的第三代英特尔 至强 可扩展处理器对 英特尔 SGX 提供支持，帮助用户无论是从边缘到数据中心还是到多租户公有云，都可以在确保数据和应用代码安全的前提下，采用联邦学习等方法，以多源数据加强 AI 应用的应用效能。自定义性能助推各种工作负载 第三代英特尔 至强 可扩展处理器增强了英特尔 SST （英特尔 Speed Select 技术）功能，其可以对处理器性能实施精细控制，有助于优化 TCO。大部分第三代英特尔 至强 铂金和金牌处理器都支持英特尔 SST BF、英特尔 SST CP 和英特尔 SST TF 等不同模式的 SST，而第三代英特尔 至强 可扩展处理器 Y SKU 支持新的英特尔 SST-PP 模式，可以为用户提供更多内核、频率、外形尺寸和功率配置选择。适用于不同工作负载的第三代英特尔 至强 可扩展处理器 英特尔 至强 铂金 8300 处理器是打造可靠、敏捷的混合云数据中心的基石。处理器具备增强型硬件安全功能以及出色的多路处理性能，适用于关键业务的实时分析、机器学习、人工智能、科学计算和多云工作负载。英特尔 至强 金牌 6300 和 5300 处理器支持更高的内存速度、更大的内存容量以及多达四路的可扩展性，带来更出色的性能和内存功能、硬件增强型安全和工作负载加速。英特尔 至强 银牌 4300 处理器提供基本性能、更快的内存速度以及更高的能效，为入门级数据中心计算、网络和存储带来所需的硬件增强性能。https:/ 至强 CPU Max 系列第二代 Gaudi 深度学习加速器(Habana Gaudi 2)过去十年，随着人工智能技术的加入，峰值算力大幅增长，但由于在向内核传输数据时效率低，因此工作负载性能未能同步提升。英特尔 至强 CPU Max 系列的诞生，使英特尔 至强 平台如虎添翼，它是英特尔唯一一个基于 x86 架构并采用高带宽内存（HBM）的 CPU 系列，可释放和加速内存密集型科学计算和 AI 工作负载。更高带宽，更优性能 英特尔 至强 CPU Max 系列采用全新微架构，支持一系列可提升平台能力的特性，包括更多内核、先进的 I/O 与内存子系统，以及可加速重大发现的内置加速器。英特尔 至强 CPU Max 系列具有以下特性：多达56个 P-core（性能核）：内核由4个小芯片构成，采用英特尔的嵌入式多芯片 互连桥接（EMIB）技术连接，功耗为 350 W；64 GB高带宽封装内存及PCIe 5.0和CXL 1.1 I/O。英特尔 至强 CPU Max 系列每核均具备 HBM 容量，可满足大多数常见科学计算工作负载的要求；与其他 CPU 相比，在使用 Numenta 的 AI 技术进行自然语言处理时，其 HBM 优势可带来高达 20 倍的性能提升5。加速科学创新 英特尔 至强 CPU Max 系列能够与英特尔 至强 平台实现轻松整合，不但可以获得处理要求严苛的工作负载所需的性能与能效，还可得到各种出色的内置加速器（包括英特尔 AMX，英特尔 DSA等，具体详见第*页详细介绍）的助力。利用面向科学计算和 AI 工作负载的关键加速器，提高 CPU使用效率、降低功耗、实现更高的投资回报率（ROI）。另外，由于处理器插槽（Socket）配置相同，可轻松将英特尔 至强 CPU Max 系列处理器添加到第四代英特尔 至强 可扩展平台，并且在大多数部署方案中都无需更改代码。灵活应对各种科学计算和 AI 工作负载 英特尔 至强 CPU Max 系列处理器具备出色的灵活性，可根据工作负载的特性，在不同的内存模式或配置下运行:第二代 Gaudi 深度学习加速器(Habana Gaudi 2)专为数据中心实现大规模横向扩展而设计。该训练处理器基于第一代 Gaudi 的高效架构打造而成，目前采用 7 纳米制程工艺，在性能、可扩展性和能效方面均实现了飞跃。Habana Gaudi 2 处理器具备出色的 2.1 Tbps 网络容量可扩展性，原生集成 21 个 1 00 Gbps RoCE v2 RDMA 端口，可通过直接路由实现 Gaudi 处理器间通信。Habana Gaudi 2 处理器集成了专用媒体处理器，用于图像和视频解码及预处理。SynapseAI 软件套件SynapseAI 软件套件旨在提高 Habana AI 处理器的易用性和支持高性能训练，能够将神经网络拓扑高效映射到 Gaudi 系列硬件上。该软件套件包括 Habana 的图编译器和运行时、经过性能优化的 TPC 算子库、固件和驱动程序以及开发工具，例如用于自定义核心开发的 TPC 编程工具套件和 SynapseAl 图编译器。SynapseAl 与 TensorFlow 和 PyTorch 等主流框架集成，并已针对基于 Gaudi AI 处理器家族产品的训练进行了优化。数据科学家和开发人员对代码进行少量修改即可将现有模型迁移到 Gaudi2 上运行。Habana 开发人员网站是一个资源中心，开发人员在这里可以找到开始基于 Gaudi Al 处理器进行训练所需的各类信息资料，包括教程、参考模型、操作指南、文档等。此网站还不时举行 Habana 开发人员社区论坛。技术创新 Habana Gaudi 2 处理器是一款高性能、完全可编程的 AI处理器，它整合了多项技术创新，具有高内存带宽/容量和基于标准以太网技术的纵向扩展能力。它也支持使用外接网卡通过 PCle 接口实现横向扩展，满足多节点集群需要。“仅 HBM”模式：该模式支持内存容量需求不超过 64 GB 的工作负载以及每核 1 至 2 GB 的内存扩展能力，同时无需更改代码和另购 DDR，即可启动系统；“HBM Flat”模式：该模式可为需要大内存容量的应用提供灵活性，它通过HBM和 DRAM提供一个平面内存区域（flat memory region），适用于每核内存需求大于 2 GB 的工作负载。使用该模式时可能需要更改代码；“HBM 缓存”模式：旨在提升内存容量需求大于 64 GB 或每核内存需求大于 2 GB 的工作负载的性能。使用该模式时，无需更改代码，且 HBM 可缓存来自 DDR 的事务。跨多架构加速科学计算和 AI 工作负载 整个英特尔 至强 CPU Max 系列的产品均得到 oneAPI的支持。oneAPI 是一个统一的、基于标准的开放式通用编程模型，可释放生产力并解锁性能。开发人员可利用英特尔 oneAPI 工具套件以及面向特定领域的专用工具套件，打造跨多种架构运行的通用计算、科学计算和 AI 应用，并对其进行分析、优化和扩展。这些资源包括矢量化、多线程、多节点并行和内存优化方面的前沿技术，可轻松构建随时能为科学计算所用的高性能、多架构软件。扫码了解更多英特尔 至强 CPU Max 系列详情扫码了解英特尔 至强 CPU Max 系列配置和调优指南英特尔 至强 CPU Max 系列内核数32-56HBM2e 内存64 GBHBM 最大传输速率3200 MT/sDDR5最大传输速率4800MT/s（1 个 DPC）4400 MTs（2 个 DPC）加速器AMX，4 个英特尔 DSAAI/ML指令INT8 和 BFLOAT165 https:/ HL-225B 夹层卡处理器技术Gaudy HL-2080主机接口和横向扩展PCle Gen 4.0 x16内存96 GB HBM2eTDP600 瓦纵向扩展互联21 个 100Gbps RoCE v2 RDMA 端口外形规格兼容 ocp 加速器模块 V1.1计算架构内存通过集成RDMA实现纵向扩展Habana Gaudi 2 采用经过验证的高性能深度学习 AI训练处理器架构，利用 Habana 完全可编程的 TPC 和GEMM 引擎，支持面向 AI 的高级数据类型：FP8、BF16、FP16、TF32 和 FP32。TPC 核心旨在支持深度学习训练和推理工作负载。TPC 是一款 VLIWSIMD 矢量处理器，其指令集和硬件经过定制，可高效处理上述工作负载。内存带宽和容量与计算能力同样重要。Habana Gaudi 2 采用先进的 HBM 内存技术，内存容量高达 96GB，内存带宽高达 2.4TB/s。Gaudi 先进的 HBM 控制器已针对随机访问和线性访问进行了优化，在各种访问模式下均可提供高内存带宽。GaudiAl训练处理器在芯片上集成了RDMA(RoCEv2)，可与成熟且广泛使用的以太网进行连接。HL-2080 芯片互连技术基于 42 对 56GbpsTx/Rx PAM4SerDes(配置为 21 个 100GbE 端口)发挥作用。9594英特尔中国医疗健康行业AI实战手册英特尔中国医疗健康行业AI实战手册技术篇技术篇英特尔 高级矢量扩展 512（英特尔 AVX-512）英特尔 高级矩阵扩展（英特尔 AMX）快速分析日益增多的数据，并将其转化为有价值的洞察力，这种能力将为商业味、科学研究乃至人们的日常生活创造新的机遇。英特尔 至强 可扩展处理器和英特尔 至强融核 处理器产品家族，增添了旨在加速数据分析的创新功能。当前的工作负载，通常需要在多个数据元素上执行同样的操作，在传统的“标量处理”时代，指令在同一时间，只能在一个单一数据元素上执行，以致在处理海量数据时极为耗时。认识到标量处理的不足之后，从上世纪 90 年代后期开始，英特尔开始将单指令多数据流（Single Instruction,Multiple Data，SIMD）矢量功能整合到英特尔 处理器中。英特尔 SSE 技术刚推出时，提供了 128 位寄存器和 SIMD 指令，可同时处理多达 4 个 32 位数据元素，大大加快了相关操作的处理速度。在此之后，英特尔 AVX 指令集和英特尔 AVX 2 指令集又将寄存器宽度扩展了一倍，使相关操作的处理性能实现近乎翻倍的提升。第四代英特尔 至强 可扩展处理器内置 AI 加速器英特尔 AMX，是企业和机构优化 AI 流水线的理想选择。平衡推理是 CPU 在 AI 应用中的主要用例，英特尔 AMX 专为该用例设计并且具备更多训练能力。目前，在所有运行 AI 推理工作负载的已装机数据中心处理单元中，英特尔 至强 可扩展处理器的占比高达 70%6；因此，为新的 AI 部署选择内置英特尔 AMX 的第四代英特尔 至强 可扩展处理器，是一种既高效又具有成本效益的 AI 工作负载加速方式。英特尔 AMX 是什么？英特尔 AMX 是内置于第四代英特尔 至强 可扩展处理器中的加速器，可优化深度学习(DL)训练和推理工作负载。借助英特尔 AMX，第四代英特尔 至强 可扩展处理器可在优化通用计算和 AI 工作负载间快速转换。开发人员可以编写非 AI 功能代码来利用处理器的指令集架构(ISA)，也可编写 AI 功能代码，以充分发挥英特尔 AMX 指令集的优势。英特尔已将其 oneAPI DL 引擎英特尔 oneAPI 深度神经网络库(Intel oneAPI Deep Neural Network Library，英特尔 oneDNN)集成至包括 TensorFlow、PyTorch、PaddlePaddle 和 ONNX 在内的多个主流 AI 应用开源工具当中。英特尔 AMX 架构英特尔 AMX 架构由两部分组件构成：第一部分为 TILE，由 8 个 1 KB 大小的 2D 寄存器组成，可存储大数据块；第二部分为平铺矩阵乘法(TMUL)，它是与 TILE 连接的加速引擎，可执行用于 AI 的矩阵乘法计算。当

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中国社会办腔医疗企业50报告免责说明：本报告中所含资料及其所含信息为般性信息，并毕威对围企业的完整、详尽的表述，毕威也未对围企业信息执任何审计或审阅程序。本件所含信息并不构成任何专业建议或服务，读者不应依赖本件中的任何信息作为，或可能影响，其决策的唯基础，在作出任何决策或采取任何相关动前，应咨询符合资格的专业顾问。本件所含信息均按原貌提供，毕威对本件所含信息不作任何明或暗的表述或保证，除前述免责内容外，毕威亦不担保本件所含信息准确误或者满任何特定的业绩或者质量标准。毕威明确表不提供任何隐含的保证，包括但不限于，对可商售性、所有权、对某种特定途的适性、侵权性、适配性、安全性及准确性的保证。读者需承担使本件所含信息的险，并承担因使本件所含信息导致的全部责任及因使它们导致损失的险，毕威不承担与使本件所含信息有关的任何专项、间接、附带、从属性或惩罚性损害赔偿或者其他赔偿责任。倘若前述条款的任何部分因任何原因不能完全执，其余部分内容仍然有效。录通过对腔医疗业的摸底，分析总结前业所临的机遇挑战及主要趋势。业发展概况业概述腔产业全景图市场规模发展历程0108细分领域剖析上游|腔医疗器械下游|腔医疗付中游|腔医疗服务0212上游|业剖析细分业全景图业发展现状2.113中游|业剖析细分业全景图重点赛道分析业发展现状2.215下游|业剖析细分业全景图他之业发展现状2.331业趋势展望腔50评选机遇与挑战机遇与挑战制约因素分析0337破局之路发展趋势商业模式分析业发展趋势0452腔50企业报告评选介绍榜名单0593关键发现榜企业信息列 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。卷语毕威中国及亚太区主席陶匡淳健康是社会明进步的基，也是族昌盛和国家富强的重要标志。根据“四五”规划和2035年远景标纲要，国家将健康摆在优先发展的战略位置，致于为提供全位、全周期的健康服务，从以治病为中转向以健康为中，全提升群众的健康平，推进健康中国建设。腔健康是反映公众健康平的重要指标。随着我国经济和社会的快速发展、健康意识的不断提升以及龄化程度的持续加深，腔健康益成为群众泛关注的焦点。提腔健康平对于提升群众的总体健康平以及促进健康龄化具有重要意义。毕威期密切关注腔医疗业，协同业协会和专家学者，启动了届中国社会办腔医疗企业50公益项，吸引了上百家机构的参与。同时发布腔医疗50企业报告，旨在以榜样的量带动整个业的发展，推动中国腔医疗产业的创新升级。毕威中国客与业务发展主管合伙江勤国家度重视腔卫作，相继出台了系列政策，明确了腔卫作的标，并将腔健康作为全健康的关键标之。近期发布的健康腔动案（2019-2025年）进步明确了腔健康的总体标，并提出了腔健康能动和腔健康产业发展动，励和持社会办腔医疗和健康服务机构的参与，满群众多样化、个性化的腔健康需求。励腔制造业创新升级，加快腔端器械材料国产化进程，实现弯道超。毕威启动的届中国社会办腔医疗企业50公益项积极响应国家最新政策，覆盖了腔医疗业的领先服务机构、前沿腔科技企业和尖端腔产业制造企业，聚焦中国腔业的佼佼者。毕威同时发布中国社会办腔医疗50企业报告，系统性分析腔业的现状、发展趋势和临的挑战，为促进腔医疗业的发展献计献策，共同推动中国腔医疗业的质量发展。2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。毕威中国医疗健康业主管合伙姚凤娥2020年正式推出以来，毕威医疗50项陆续启动了针对医疗健康业各个细分领域的公益性50项，结合实地调研、对话栏和业评选，构建专业化的交流平台，促进医疗健康机构的合作共赢。今年9，国家卫健委办公厅、国家医保局办公室、融监管总局办公厅和国家药监局综合司发布了关于进步推进腔医疗服务和保障管理作的通知，进步规范腔诊疗为，加强腔诊疗相关耗材管理，提腔医疗保障平，推动腔医疗服务体系的健康可持续发展。去年5，毕威启动了届中国社会办腔医疗企业50公益项，迄今为，吸引了上百家腔医疗服务机构、腔医疗科技企业和腔产业制造企业的报名参与。未来，毕威公益性医疗50项将会覆盖更多的细分赛道，通过更加灵活创新的式，挖掘医疗健康业更多的优秀标杆企业，引导业的质量发展。中国公医疗机构协会常务副会兼秘书郝德明“腔健康，全健康”。腔健康是体健康的重要基础，是反映个国家或地区健康、明素养的重要标志。在“健康中国2030”规划中，次将腔健康纳全健康的重要组成部分。当前，作为基本医疗或俗称为消费医疗的腔医疗服务业正处于速发展阶段，腔医疗企业上中下游协同创新联动，正为业带来了新的发展契机。有鉴于此，由毕威中国主办，中国公医疗机构协会腔分会作为学术指导，动脉作为战略协办的中国社会办腔医疗企业50报告，在有关研究机构、医疗机构、业协会专家的持与帮助下，现已编撰完成。该报告分为业发展概况、业趋势展望、腔50评选三个篇章，观点前瞻，内容翔实，聚焦业翘楚，旨在寻找中国腔医疗业的弄潮，促进社会办腔医疗企业积极发挥作，以榜样的量激励其他腔医疗企业成，从进步推动中国腔医疗产业的创新升级。未来已来，我们不仅要守住初，更要砥砺前。让我们起努，共同迎接中国腔医疗产业更加繁荣的春天，以实际动不断推动腔医疗卫事业的质量发展。2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。中国公医疗机构协会腔业评价专家委员会主任委员、中友好医院腔医学中主任徐宝华腔健康不仅是体健康的不可或缺组成部分，更是个国家或地区居健康和明程度的关键指标。腔疾病是全球最为普遍的健康问题之，有效降低其流程度和严重性、早期诊断和治疗，需要政府、机构和个的协同努。近年来，腔医疗市场迅速蓬勃发展，特别是在市场竞争较为激烈的领域。营腔医疗机构数量迅速增加，逐渐成为腔医疗服务体系不可或缺的组成部分。然，在这个阶段，我们也临系列挑战，包括腔医疗领域的才短缺、技术基础薄弱以及腔健康意识需要普及等问题。因此，腔医疗市场的各主体都必须认真思考如何抓住这个时代的机遇，以迎接各种挑战。毕威启动的腔50项正值我国腔医疗业迅速发展的关键时刻。腔医疗服务机构、价值腔耗材制造商和腔科技企业，都是腔医疗领域的重要参与者。在这关键时刻，深研究和系统前瞻分析营腔医疗领域，将对腔医疗业的规范化和质量发展，甚对推动健康中国建设，都具有重意义。动脉创始李韬上个世纪90年代初，从批睿智、勇敢的腔先者们下海创业开始算起，我国营腔业已经过了激荡的30年。在这30年中，批批营腔机构如后春笋般冒出来，为业提供了个个创新解决案，也让更多国保持健康，“笑常开”。标志性的事件是，根据国家卫健委的数据，从2015年开始，营腔医院的数量开始超过公腔医院，成为了腔业扩容最强劲的增动。蛋科技从创伊始，便已在关注腔业的发展，并期跟踪报道，发布了不少报告，证与陪伴了批创新企业从发轫到获得融资，再冲击IPO的整个过程，业的潮起与潮落，局者的迷茫与果敢，都看在眼，也直所能及地给予它们帮助。毕威发起的“腔50”活动，恰逢其时，是在中国腔业创新势头最猛的阶段。此阶段，我们很荣幸能与毕威携，对腔领域进深调研、情陪伴，希望能带给每位腔创业者励与持。我希望这个活动能够持续下去，最终成为中国，甚全球腔领域极具声量的品牌活动。业概述01中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。9产业链成型，腔数字化发展赋能全产业链。例例腔医疗业上游腔医疗业下游腔医疗业中游业新兴模式传统模式创新模式本次研究重点原材料供应原材料供应医疗器械产制造医疗器械产制造医疗机构医疗机构互联平台互联平台腔医疗服务组织（DSO）腔医疗服务组织（DSO）属材料物陶瓷材料分材料其他原材料设备低值耗材值耗材综合医院腔科腔诊所腔专科医院其他机构腔科腔诊部医疗器械流通医疗器械流通直销分销付付商保医保数字化赋能数字化赋能资料来源：毕威分析腔产业全景图腔产业全景图中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。10中国近现代腔业起步晚，同期发展步伐落后于西国家；但随着我国经济腾发展以及业实迅速提升，我国腔医疗业发展进“快道”。腔产业发展历程腔产业发展历程19世纪末期，我国腔医疗业开始起步发展，落后于西国家1839年，美国第个国家级科协会在美国纽约成。次年，纽约John D.Chevalier开始产科设备；1883年，在美国成第个科协会40多年后，中国第个国家级科协会中国国家科业协会成，标志着中国近现代腔业的起步。20世纪中后期，随着国家对于腔医学教育的重视，我国在腔医疗发展取得重建树，但整体仍处于追赶阶段1907年，林则博创办中国第家腔医疗机构；1921年，中国第1位科学从华西协和学毕业；1952年，腔医学成为医药院校4个本科级专业之；1990年前后，华南地区开始建科加等；同期国际舞台上新的腔材料和设备创新研发层出不穷同期国际舞台上新的腔材料和设备创新研发层出不穷，如第压缩空驱动钻申请专利、第台义修复CAD/CAM系统临床应等。21世纪前后，在利好政策的加持下，我国腔医疗业取得了的发展，众多优秀的腔医疗企业纷纷成1996及1999年，拜博腔及瑞尔科分别成；2000年，美亚光电、宁波蓝野成；2003年，时代天使成；2006年，通策成并成为家上市腔医疗服务企业等；同期国外成熟的腔医疗业参与者纷纷进中国市场同期国外成熟的腔医疗业参与者纷纷进中国市场，包括登柏、卓曼、卡盛邦等均在国内成公司。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。11腔产业市场规模腔产业市场规模随着居消费升级以及腔健康意识提升等因素的影响，我国腔医疗服务市场快速增。0.5 17A0.1%0.1.3%1,82283.4.6%0.3%9.3%2,2446.1%9.4.6 15A85.1 16A0.2 23E90.4.8 20A8.9.4 18A13.2%9.1 19A0.9%2,8481,00689.1.0%1.5%4.6.8.6 21A79.0%2.6.3.3 22E3.5.1 24E15.0 25E1,2141,4473,1102,3852,5803,4113,758腔医疗器械腔医疗商保腔医疗服务图：我国腔核产业市场规模（亿元）2015-2021 CAGR2022-2025 CAGR数据显，2015-2021年中国腔医疗市场规模呈现持续上升的趋势。随着龄化和腔健康意识的提，消费者对腔医疗服务的需求不断增，未来腔医疗服务市场将持续扩。此外在腔医疗服务业发展推动下，与其息息相关的上有腔器械耗材制造和下游腔医疗商保也随之增，未来市场空间阔92F%7%资料来源：毕威分析细分领域剖析02中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。13腔医疗器械涵盖范围极其泛，市场参与者众多。其中，端腔医疗器械前仍以海外成熟品牌占主导，国产替代率较低。腔医疗器械业全景图腔医疗器械业全景图上游|腔医疗器械代表产品产品分类设备资料来源：公开资料，毕威分析耗材型设备义材料型设备修复材料正畸材料其他材料影像X光、全景机、CT机椅综合治疗台、液压科椅、电动科椅等辅助设备灭菌器、搅拌机、负压泵等机电动机、涡轮机、电动钻机等补设备髓活测试仪、根管度测试仪等美超声洁机、冷光美仪等活动义全义、可摘局部义固定义贵属冠、烤瓷冠、不锈钢冠、树脂冠种植基台、种植体填充固体根充材料、根充糊剂、周塞治剂等美贴、美剂、遮剂、喷砂粉托槽类属托槽、陶瓷托槽、单晶托槽、不锈钢丝等隐形类隐形矫正器、侧隐形矫正器磨具配套机、钻机、钻头等药剂醉、消毒剂、酸蚀剂等综合治疗强吸引器、超声等竞争分层，端以进品牌为主，本产品集中在中低端现有市场参与者有明显先优势市场参与者多，竞争较分散竞争呈现寡头化现有市场参与者有明显先优势市场参与者众多，竞争分散部分产品初步国产替代，端产品进依赖度国产替代程度低，进品牌占主导国产替代程度较国产替代程度低，进品牌占主导国产替代加速，本品牌逐渐崛起国产替代程度腔影像设备盈利能较强强般强强般竞争程度国产替代盈利能中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。14第四次全国腔健康流病学调查报告结果显，我国国腔健康状况亟待改善。从患病率度看，随着年龄的增，居周状况越差。本次调查发现，12岁年龄组周健康率为41.6%，6574岁年龄组周健康率仅为9.3%。患病率居不下第四次全国腔健康流病学调查报告，在2005-2015年年间，我国居腔健康知识平有定的提。本次调查发现，我国居（指本次调查群）腔健康知晓率为60.1%，在调查群中84.9%的对腔保健持积极态度。腔健康意识提升腔医疗业终端需求持续增，推动上游腔医疗器械市场良性发展。业发展现状业发展现状资料来源：第四次全国腔健康流病学调查报告，毕威分析17%4-year CAGR21%5-year CAGR2022年市场规模：2022年市场规模：350 亿元亿元2025年市场规模：2025年市场规模：564 亿元亿元前我国腔医疗器械市场处于快速发展，稳定增阶段。终端需求的增加促进了业的快速发展，另种植、正畸等细分赛道发展为业贡献新的增动能。我国腔医疗器械业整体国产化率低，本品牌产品主要以低端产品为主，端产品对进品牌依赖度较。腔医疗器械业研发、技术、资、才壁垒较，但相较发达国家，我国腔医疗器械业发展时间较短，技术、经验、才积累不，主研发产企业数量较少，因此，本企业主要以低端产品产制造为主，具有端产品产的企业数量稀少。同时，除了本的器械制造商，我国腔医疗器械业中还有量代理经销商，代理销售国外产品。84 %00 %00p %00%截2020年底，从获批数量来看，获批的低端低端腔医疗器械产品中本品牌产品占约为83.6%。截2020年底，从获批数量来看，获批的中端中端腔医疗器械产品中本品牌产品占约20%。截2020年底，我国超60%的医疗器械国产化率达到70%以上，但腔医疗器械国产化率远远低于这个平。VS资料来源：毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。17我国腔医疗服务市场供给侧“量、价”升，稳步补给。业发展现状业发展现状资料来源：中国卫统计年鉴，毕威分析机构数量增：我国腔专科医院数量逐年攀升图：2017-2021年腔专科医院数量（单位：家）总体收提升：我国腔医院收总体呈逐年增态势图：2017-2021年腔医院总收变化趋势（单元：亿元）677.00786.00885.00945.001,034.00200202021 115.49228.54287.74290.57329.00202192020 14 20年受疫情影响有所下降 7866779458851,034中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。18我国腔医疗医保报销少，以费为主。业发展现状业发展现状资料来源：第四次全国腔健康流病学调查，毕威分析医保报销少：我国腔医疗服务医保报销项少主费：全年龄段腔医疗消费出以费为主，医保报销少图：过去12个同年龄组就诊患者的年均腔报销和费例 腔诊报销范围补（包括基本材料、治疗费）根管治疗拔周病、龈炎等病发的治疗性费腔住院报销范围因病情复诊法在诊解决且符合住院标准由医院收治，费可按医保规定进报销3544岁5564岁6574岁701.021p1.0223.078yx.31%费报销中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。19我国腔医疗服务市场社会办机构数量远超公医院，但整体连锁率有待提升。业发展现状业发展现状资料来源：中国卫统计年鉴，毕威分析社会办数量多：社会办腔机构占据主导，数量稳步提升，未来可期连锁化程度低：社会办腔机构以个体腔诊所为主，业连锁率低图：2022年社会办腔医疗机构连锁化程度图：2016-2020年腔专科医院分性质构成28.00r.00%公社会办16.00.00%公社会办20162020近1 倍除腔专科医院以外，我国腔服务市场前还有包括个体诊所及连锁诊所近8万多家4 %00%腔医疗机构单店规模偏，资槛较低。且医独执业的收更腔治疗的安全性较，事故率低，患者对单体腔医疗机构的接受程度腔医拥有较强的粘性，患者依从性强中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。20业发展现状业发展现状资料来源：中国卫统计年鉴，毕威分析服务体系供给部份失衡，诊所类机构占据腔医疗服务机构数量超80%，但服务量仅不到50%。诊所类腔机构多：诊所类腔数量占据主导诊所类腔机构服务量较数量有差距图：2019年各类腔机构就诊次占图：2019年各类腔机构数量占80.00%8.70.30%诊所类综合医院腔科专科腔医院诊所类综合医院腔科专科腔医院47.009.00.00%诊所类综合医院腔科专科腔医院诊所类综合医院腔科专科腔医院VS城乡发展失衡，农村腔医疗资源相对薄弱且发展缓慢。基层占且增速慢：农村腔医院数量少，且增缓慢基层服务需求：县级公医院腔患者基数，床位利率。图：2021年城市及县级公医院出院腔疾病病出院情况及平均住院（万次，）图：2017-2021年腔专科医院数量（单位：家）0050030035020021202028%$&%数量占15.366.158.215.80平均住院出院次城市医院县级医院中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。21业发展现状业发展现状资料来源：中国卫统计年鉴，毕威分析区域发展失衡，未来有望推动东西部腔医疗卫均衡发展。我国腔医疗卫资源东西部之间存在差异，其中，东部地区的腔医疗卫较发达，西部地区相对来说较薄弱，东西部地区差距较。未来，随着国家对区域发展的统筹布局，逐步缓解地区经济发展之间的不平衡问题，腔医疗产业将逐步向中西部地区渗透。图：2021年全国各地区医院腔科床位数、急诊次数（万次）、出院数情况55.37D.71E.67%东部中部西部东部中部西部东部中部西部3783373686448988698267757655662182554浙江北京江苏内蒙古福建天津东贵州西吉林江西海河南云南江重庆上海海南西藏西陕西肃新疆宁夏东河北安徽 湖南湖北 四川 辽宁浙江北京江苏内蒙古福建天津东贵州西吉林江西海河南云南江重庆上海海南西藏西陕西肃新疆宁夏东河北安徽 湖南湖北 四川 辽宁1,314.21,265.6941.4904.4780.1693.6630.7532.7531.7419.2411.0370.9363.8355.8341.6 339.9313.9291.5260.6252.1207.8 202.1180.8152.5145.6 144.6127.283.669.560.715.8东重庆东天津新疆吉林浙江陕西云南贵州肃宁夏江苏辽宁湖南江西内蒙古海南西藏福建西西江海四川湖北北京 上海河南 安徽 河北东重庆东天津新疆吉林浙江陕西云南贵州肃宁夏江苏辽宁湖南江西内蒙古海南西藏福建西西江海四川湖北北京 上海河南 安徽 河北68525654344895309923644222962036396740706574602656274534河南西东西重庆天津东新疆辽宁福建肃宁夏江苏江贵州陕西吉林海西藏北京云南江西内蒙古海南湖南安徽浙江 湖北四川 河北 上海河南西东西重庆天津东新疆辽宁福建肃宁夏江苏江贵州陕西吉林海西藏北京云南江西内蒙古海南湖南安徽浙江 湖北四川 河北 上海床位数门急诊人次数出院人数中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。22业发展现状业发展现状资料来源：中国卫统计年鉴，毕威分析腔医疗服务层次丰富，种植及正畸为景细分赛道。基础拔等项收费较低且相对频，根管治疗、修复等项相对值，种植和正畸则属于腔科中客单价、市场规模和成性优异的领域，未来发展前景阔。图：部分腔医疗项市场规模及增速泡图055404550020406080100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 4602016-2020年市场增速（%）2020年市场规模（亿元）拔隐形正畸腔种植传统正畸美容腔修复中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。23重点赛道分析重点赛道分析A种植是修复缺损或缺失的常规治疗式之，已经成为当今国际腔医学界公认的缺选修复式。活动义固定义种植适类型列缺损、全颌单颗缺、列缺损单颗缺、列缺损、全颌使寿命周期较短周期较半永久治疗周期121236对基影响期会造成挤压确实期会造成挤压确实对基影响低对临影响少量磨损需将两侧健康磨影响舒适度异物感较重异物感较轻异物感咀嚼功能咀嚼效率低咀嚼效率较活动义与天然相似对槽影响加速槽吸收减缓槽吸收防槽吸收产品价格便宜百元级每颗中等百到千颗不等贵千到上万颗不等增加使寿命据林野教授的团队研究发现，我国种植体的10年存留率可达96.7%。提升咀嚼功能种植咀嚼功能优于其它假，据统计种植可达到然的咬合。减少对基及邻的影响种植像天然独存在，因此缺失可以被替换不影响或改变邻。资料来源：毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。24种植费分配侧重医院端。传统观点认为，种植付的费中25%为诊疗费，75%为耗材费，其中16%为修复材料，59%为种植系统（种植体40%、基台7%、冠12%）。实际上消费者付钱更多流了腔医院，于付医师费，市场推费，购买医疗设备、腔医院盈利等，耗材费实际占较低。重点赛道分析重点赛道分析A种植产业链跨度，费昂。其中，下游医院端费占。资料来源：毕威分析 种植体（含基台）冠 修复材料 医疗服务费 种植体（含基台）冠 修复材料 医疗服务费11G%4u%传统观点传统观点实际消费端实际消费端单颗种植成本构成单颗种植成本构成种植细分赛道市场前景阔，未来随着龄化加剧等因素影响，种植领域市场将进步扩。缺数量和年龄呈正相关，随着年龄增加，缺数量上涨。龄化程度的加深将催化种植市场的进步增。图：第六次全国普查及第七次全国普查年龄构成情况4 43 32 21 12044岁：2044岁：2.42.4颗4554岁：颗4554岁：5.7 5.7 颗5564岁：颗5564岁：5.7 5.7 颗65岁：颗65岁：9.5 9.5 颗颗60岁以上其中：65岁以上60岁以上其中：65岁以上13.26.70%8.87.50%我国种植赛道前终端市场规模上百亿，空间阔。未来随着龄化程度加深以及渗透率提等有利因素影响，业规模将会持续扩张。20-44 岁45-54岁55-64岁65岁及以上20-44 岁45-54岁55-64岁65岁及以上数量（2020年）52,700万25,000万17,400万20,056万平均缺颗数2.4颗5.7颗5.7颗9.5颗缺未修复199H%假设渗透率0.2%0.1%0.1%0.3%实际种植需求量48 万颗27万颗39万颗274万颗实际种植需求量48 万颗27万颗39万颗274万颗种植治疗费-终端1万元1万元1万元1万元种植服务市场48亿元27亿元39亿元274亿元种植服务市场48亿元27亿元39亿元274亿元种植耗材费-出0.25万元0.25万元0.25万元0.25万元种植耗材市场12亿元7亿元10亿元69亿元种植耗材市场12亿元7亿元10亿元69亿元中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。2530.0.06.0X.04.0 .0%重点赛道分析重点赛道分析A我国种植产品以进品牌为主，国产化率低，韩系和欧系主导市场。近年韩系品牌市占率有所上升，带动整体市场价格下降。资料来源：Straumann年报，毕威分析韩系品牌采取平化定价，产品性价。低价策略释放刚需，韩系市占率攀升。6,5008,0008,000百泰威江苏创英百泰威江苏创英 7,5005,0009,0008,00016,000奥泰-H奥泰-L登腾-L奥泰-H奥泰-L登腾-L 9,500登腾-H登腾-H8,00015,00014,00020,00020,000登柏西诺德-L登柏西诺德-L 15,400登柏西诺德-H卓曼诺尔-L诺尔-H登柏西诺德-H卓曼诺尔-L诺尔-H国产品牌国产品牌韩系品牌韩系品牌欧美品牌欧美品牌 20202016欧系韩系其他尽管过去年我国种植市场增迅速，但种植渗透率低，未来增空间阔。种植渗透率低，未来增空间阔。尽管过去年种植市场增迅速，但国内种植渗透率依然远远低于国外成熟市场平。根据Straumann年报数据（2019年），发达国家种植渗透率普遍在100-200颗/万成年，最的如韩国能达到500颗/万成年，中国2020年为33颗/万成。图：2019年不同市场种植渗透率（颗/万成年）00500中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。26重点赛道分析重点赛道分析A从服务提供商度看，过去年营医疗机构种植业务进步发展，占整体种植服务的3/4。资料来源：Straumann年报，毕威分析种植市场分布40.0.0%公营50%基础款中端款端款27#%端款基础款中端款58!%端款基础款60%中端款16$X%基础款22%端款中端款21%.0u.0%公营20172022中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。27重点赛道分析重点赛道分析B正畸主要有两种法，包括传统正畸疗法及隐形矫治疗法，命性隐形矫治优势明显。资料来源：毕威分析属矫正器侧矫正器陶瓷矫正器隐形矫正器适应症重度轻度畸形均可中度轻度畸形中度轻度畸形中度轻度畸形美观程度套可部分可半透明，不明显透明，不明显卫情况套不可拆卸，易引发周炎等会有物残渣，诱发龋残渣&细菌更易隐藏，诱发龋随时拆卸，便清洗，易保持良好卫状况舒适程度期佩戴腔有损伤期佩戴腔有损伤期佩戴腔有损伤丝材质，摩擦少复诊频率较较低复诊时较较短对医要求极适中产品价格便宜2.0万元贵5.5万元较贵2.5万元较贵3.2万元佩戴更美观、更舒适就诊时变短，就诊频率减少摘取更便捷，易于保持腔卫对腔（正畸）医要求更宽松中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。28整体正畸治疗案费分配侧重医院端。由于正畸治疗案的收费统标准，由城市、医疗机构、医、腔错颌程度等综合决定，因此市上正畸费浮动。以隐形正畸为例，从消费者视看，隐形正畸费主要由隐形矫正器材料费和医疗服务费构成，占相差不；但从医院视看，矫治器的零售价为进院价（出价）的约3倍，实际正畸治疗费中矫正器材料费占不，成本分配侧重医院端。重点赛道分析重点赛道分析B前，我国市上正畸治疗案费浮动较，整体成本结构中医院医疗服务费占。资料来源：国家统计局，毕威分析 矫治器 保持器 检查检验费 医疗服务费 矫治器 保持器 检查检验费 医疗服务费零售端零售端（消费者）（消费者）出端出端正畸成本构成正畸成本构成（以隐形正畸为例）（以隐形正畸为例）消费升级&美学意识觉醒带动正畸细分市场快速发展。未来，随着效率提升&医扩容，正畸市场发展前景阔。国医疗保健消费出连年攀升，带动腔正畸需求增。颜值经济下，正畸需求势在必，隐形矫治是更优选择。图：2020年腔消费者常腔困扰我国正畸赛道市场主要有上游器械和中游服务组成，空间阔。未来随着服务效率提升以及全科医潜能释放影响下，业将会持续扩容。15-25%1%3-4p-80P-65%1%3-40-45%注释：终端患者整体正畸治疗案的收费统标准，由城市、医疗机构、医、患者畸形程度等因素综合决定，因此市上正畸费浮动较。图：2017-2021年国保健出变化趋势1,4511,6851,9021,8431,843024681001,0002,0003,0004,0005,000202182020医疗保健消费占可配收例居均医疗保健消费出医疗保健消费占总消费例腔疾病 不整不够笑容相关17.6%确实 智疼痛没问题63.3R.5H.7&.7.0%1.2%乳期组 替期组 恒期组 成矫正乳期组 替期组 恒期组 成矫正规模（2020年）6,851万10,751万10,554万83,259万错颌发病率74qsr%正畸矫正率1.23%1.23%1.23%0.10%错颌矫正病例63万例94万例95万例62万例正畸零售价 1.60万元 1.60万元 1.60万元 1.60万元正畸零售市场规模100.07亿元151.12亿元152.01亿元99.05亿元正畸零售市场规模100.07亿元151.12亿元152.01亿元99.05亿元隐形正畸渗透率4.50%4.50%4.508.90%隐形正畸零售价3.12万元 3.12万元 3.12万元 3.12万元隐形正畸市场规模8.77亿元13.25亿元13.33亿元75.07亿元隐形正畸市场规模8.77亿元13.25亿元13.33亿元75.07亿元隐形正畸出价0.78万元 0.78万元 0.78万元 0.78万元隐形正畸市场规模2亿元3亿元3亿元19亿元隐形正畸市场规模2亿元3亿元3亿元19亿元中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。29重点赛道分析重点赛道分析B我国正畸医疗器械赛道竞争度集中，呈现双寡头格局，先发优势明显。资料来源：公开资料整理，毕威分析前我国拥有较多隐形正畸医疗器械注册证，涉及多家产制造企业，但是市场格局度集中。根据国家药品监督管理局的数据显，截2020年，我国现存有效隐形正畸产品注册证125张，由104家公司持有，市场参与者众多；但以病例数划分市场份额发现，尽管我国市场产品牌众多，市场却呈现出分天下的态势，业先发者在腔临床数据积累上具有显著优势。图：2019-2020年我国隐形正畸企业市场结构（按案例数划分）图：中国隐形矫正器医疗器械注册证构成情况（2020）97.6%2.4%国产注册证进注册证8.7%9.0%8.3%8.69.5A.0C.5A.4 192020时代天使隐适美上海正雅其他图：国内隐形矫治医疗器械注册新增情况（2015-2020）近年来，新增隐形矫正医疗器械注册证中，国产品牌数量占，国产商发隐形正畸医疗器械赛道。此外，国产品牌隐形正畸产品整体均价低于进品牌，性价优势显现。国产隐形矫证医疗器械注册量不断攀升，国产替代势不可挡，国产品牌以其性价优势成为众多消费者的选择。94.7 19100.0 1821201695.2 17100.00.0 2015193034国产注册证进注册证22.7 ,10033,50040,20060,30063,650产品-1产品-1 43,550产品-4产品-3产品-2产品-5产品-4产品-3产品-2产品-524,00026,00032,00040,000产品-1 30,500产品-2产品-3产品-415,00026,00035,00035,00035,000产品-3产品-1产品-3产品-1 29,200产品-2产品-4产品-5产品-2产品-4产品-5进品牌进品牌国产品牌1国产品牌1国产品牌2国产品牌2*以上为终端价格中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。30DDTCDirect to DoctorsDTCDirect to Customers商线下店扫或顾客取模医远程审查，48时内通过/拒绝商制作矫正器，并在3-4周内将产品邮寄给顾客顾客每2个拍照上传腔情况，医远程审查进度患者医疗机构线下诊断、机构医制定矫治案商医学团队优化批改案机构医最终确定案商产隐形矫治器机构医线下将产品给患者患者定期机构复诊成本低，更便捷成本低，更便捷将产品和服务卖给医卖给医，通过医触达消费者该模式试图绕开机构，直接向顾客提供产品直接向顾客提供产品摆脱地理限制法处理复杂案例产品专业性存疑成本较疾病适范围更矫正效果更精确摆脱地理限制法处理复杂案例产品专业性存疑成本较疾病适范围更矫正效果更精确重点赛道分析重点赛道分析B较于发达国家隐形矫正渗透平，国内隐形矫正渗透率相对较低，仍处于萌芽阶段，未来市场有可为。其中，童少年渗透率对标成增空间。资料来源：公开资料整理，毕威分析32 20年美国隐形正畸渗透率10 20年中国隐形正畸渗透率4.5 20年中国童客群隐形正畸渗透率38.9 20年中国成客群隐形正畸渗透率商业模式层，传统的DDTC模式仍占据主流，创新的DTC模式试图突围，但效果还有待市场验证。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。31前我国暂像海外成熟市场类似的专的科保险险企。腔医疗付业全景图腔医疗付业全景图细分领域剖析-下游资料来源：公开资料整理，毕威分析从原中国保险监督管理委员会的官上能够查询到，在国内设有腔保险产品（包括“科保险”及“科保险”字样）的保险公司共有24家，占所有保险公司（包括保险公司和财产保险公司）总数的13.71%。其中，10家财产保险公司、13家保险公司以及1家养保险公司。公司产品名称主要保险责任合作机构中国保守护专家科保险在定点医院享受约定次数内的超声波洁、抛光、喷砂服务科预防诊断治疗优惠，在定点医院进预防、诊断、治疗项可以实优惠科医疗事故保险，在定点医院发级医疗事故时给付医疗保险北京46家，上海42家科医疗机构中国平安平安附加意外科及保健医疗保险次免费常规护理保健5000元意外科治疗保险仅在北上销售，机构包括15个地市39家诊所萌芽少科保险100元腔全检查及洗200元乳拔出（最多4颗）1万元意外导致的科治疗200元童涂氟次800元防龋保护服务乐指定医疗机构洁保成科保险次免费腔检查及洗补、种植、正畸等复杂腔治疗享受折扣5000元意外科治疗保险拜博、拜尔、维尔、圣等品牌80余家机构泰康泰康e医疗保险不限次限额洁治等保健治疗1000元基础治疗，付10%，超额后9折2000元复杂治疗，付30%，超额后9折3000元意外科治疗保险全国60余家机构华安保险笑常开种植保险指定机构预约种植，保费涵盖材料（指定种植系统和冠）、种植术费等乐指定医疗机构42%财产保险公司54%保险公司4%养保险公司中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。32中国健康险市场规模增迅速，但前我国腔保险仍处于起步阶段，未来市场规模巨。业发展现状业发展现状注释：*美国商业健康保险赔付率普遍达80%。*其他保险包括重疾险外的疾病保险、护理保险、失能保险、医疗意外险。参考献：银保监会，艾社康报告健康中国图景下商业健康保险的转型与创新图：国内健康险保费变化趋势（2016-2021）4,0424,3895,4887,0668,1738,447健康险原保费收（亿元）1,0011,2951,7442,3512,9214,02924.83.31.8 1629.5 5.7 2047.7 21健康险赔付率（%）健康险赔付出（亿元）CAGR2011202132.1.9%原保费收（亿元）赔付出（亿元）美国80%*据专家介绍，通过对我国市场上家科TPA公司业绩估算可以得出，我国前科保险市场前仅有10亿10亿左右的市场规模。未来发展潜，前我国腔医疗市场达到千亿级，也意味着科市场同样有该量级市场，随着科保险产品市场的成熟，未来将会进步向耗材类产品发展。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。33我国商业腔保险产品类型单，腔保险多数以附加险的形式存在。业发展现状业发展现状资料来源：毕威分析在上述的24家保险公司中，在原中国保险监督管理委员会备案的腔保险产品共有59件。其中，属于附加险的占了多数，有38件；属于主险的只有21件，仅占35.59%。这也就意味着腔保险前仍然不是保险公司的主要保险产品。科保障铂钻科保障铂钻保险额￥5,000付例25%然或龈、周疾病的治疗，包括充填、补、拔（智除外）、X光、根平整、根管治疗、镶费保障保障洗、腔检查、涂氟和窝沟封闭（每年最多2次就诊，且负）每次治疗限额500500可否使表中的昂贵医疗机构保障范围全额赔付汇益丰盛是由安盛天平财产保险有限公司发与管理的保险产品，除含有住院保障&诊保障&育保障&体检检查保障&昂贵医疗机构服务外；科保障：补偿被保险科治疗、洗、镶等费欣享（B款）是由医疗保险第三管理公司MSHINTERNATIONAL开发的,除络医院内住院直付和指定私医疗机构诊直付：以A计划为例，客先需要买份住院险，才有资格附加科保障646%附加科保障A计划附加科保障A计划预防治疗费常规科检查、每保险年度两次以下（含）清洁检查费、健康指导、涂氟治疗和洁和抛光（预防）等80%赔付，最限额￥2,000基础治疗费汞合或复合树脂填充、简单拔、周刮治和根平整等重治疗费根管治疗、冠和嵌体、桥式义、智拔除、矫正治疗等不涵盖附加险主险安盛天平万欣和中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。34由于中国前的腔保险还处在起步阶段，与国外腔保险相还有所差距。业发展现状业发展现状资料来源：毕威分析签约的医疗范围不同国外科保险签约的医疗乎涵盖了所有的科医，中国保险签约的医疗是少数个腔医院（诊所）。涵盖的病种不同美国科保险已有详细的病种录，乎包括所有的腔疾病诊断、检查、治疗项的赔付，但中国前的腔保险只包含项常规预防治疗和些价格优惠政策。保险的组成不同医疗事故责任险在国外是由诊所为医购买，中国的某些责任险却由患者购买。覆盖地域不同国外腔保险覆盖范围乎是全国，前中国只是在少数个城市开展。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。35美国作为保险市场较发达的国家，其科保险也形成较为完善的体系。他之他之资料来源：毕威分析$83b美国2020年科保险市场规模约830亿美元，同时年增率0.8%1.8%美国科保险市场15年平均增率1.8%商业保险成为美国般性科医疗服务项主要付来源商业保险成为美国般性科医疗服务项主要付来源Out of Pocket47.3A.3%Private InsuranceMedicaid/CHIP45.1F.1%Other4.3%8.2%4.5%3.2 032015根据美国腔协会（ADA）数据显，美国科保险覆盖次例从2009年的55%上升到2019年的80%，覆盖率的增加主要是由于Medicaid和CHIP的扩以及 平价医疗法案 通过5560家美国的科保险起源于1954年的华盛顿州科服务公司，前已有超过360家专业科保险公司，包括Delta Dental,eHealth Insurance,Americas Group Dental等纯腔险企医疗保险险企多业务险企个保险险企455 %不详完全专注于科保险的型国家性和区域性独险企提供相关科保险案（作为附加福利）的型国家性医疗保险机构提供类补充保险的型寿险险企专注于创新和益增的个科保险市场的新进者分类描述市场份额中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。36美国科保险对部分涉及科实验室的项仅能提供部分报销。他之他之资料来源：毕威分析项类型商业险报销例说明固定项固定冠70-90%材料不可知；前后的报销例固定桥45-50%通常最报销50%可取戴项局部属义30-35%通常最报销35%夜磨垫80-90%报销部分，被分类为预防性治疗矫治器/套10-20%很少报销，平均年度福利上限为1,000-2,000美元专科项植冠20-30%报销例因医疗机构存在明显差异，患者通常转可局部摘除义植桥10-20%很少报销，患者通常转可局部摘除义美国市场的腔商业保险计划主要有四种络类型，优选医疗机构PPO因其灵活性迅速占据主流地位。类型定义医参与例2015参保数例1特点盈利性健康维护组织HMO保险公司通过营或签约的特定腔医疗机构营或签约的特定腔医疗机构向计划成员提供医疗服务20%8%保费最低费例最低保险公司按头向医预付费，医承担相应险分布不，主要在城市保费2：每每10-20美元折扣3：40-50%保险盈利率4：10-15%优选医疗组织PPO保险公司可以通过络内医疗机构络内医疗机构向计划成员提供腔服务；也可赔付赔付其在络机构就诊的费络机构就诊的费60y%覆盖较络外机构就诊费例，励在络内就诊拥有营和签约医疗机构保费：每每25-35美元折扣：15-30%保险利润率：5-10%赔付计划Indemnity传统保险形式，签约机构被保险在任意机构接受腔服务都可获得同样赔付N/A6%覆盖最费例接近PPO，但就医价格较贵保费：每每30-40 美元折扣：5-10%保险利润率：10%服务折扣卡Discount card保险计划顾客购买该卡后可在指定医疗机构内以优惠价格就医70%6%所有均可购买保险公司不负担后续费：顾客以固定折扣或固定价格购买医疗服务保费：每每7-10美元折扣：不致保险利润率：30%HMO模式由于预付制带来的可选服务少、转诊时间漫等问题，逐渐向衰退PPO模式对患者就医选择没有过多限制，因其灵活性快速兴起，但控费效果不如HMO注释：1 不包括政府保险计划2 全保形式保费3 低于价表价格4 营业利润率资料来源：NAPD报告机遇与挑战03中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。38多重利好因素促进我国腔医疗业的快速发展。机遇总结机遇总结机遇与挑战-机遇资料来源：毕威分析资本加持各路资本纷纷进腔医疗业，为腔医疗业发展奠定了坚实的经济基础。政策优化近年来，国家颁布了许多相关利好政策，促进腔医疗全产业链发展，政策覆盖从业监管到产业持，从持多点执业到励社会办医，为业带来巨发展动能。技术升级腔业技术进步推动产业质量发展，帮助缓解业瓶颈，提诊疗平，推动新型产业的发展。消费升级随着收较快增，居消费能显著提升，消费结构升级趋势明显，从数量消费到质量消费，消费型医疗需求也在逐步释放。需求旺盛我国腔医疗市场存在患病率低就诊率的特征，随着我国居腔健康意识的觉醒，部分未满需求将被激发。同时，龄化进程的加速也为腔医疗市场带来了新的增量空间。1中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。39完善业监管管理、加快国产器械创新、推进医疗器械国产化、打破外资品牌垄断、利好本器械企业发展。机遇政策优化机遇政策优化关于印发疾病诊断相关分组（DRG）付费国家试点技术规范和分组案的通知：DRG的启对医院资使效率提出更更精细化的要求。关于印发治理值医耗材改案的通知：按类别探索集中采购，励医疗机构联合开展带量谈判采购，积极探索跨省联盟采购。深化医药卫体制改2018年下半年重点作任务：推进医疗器械国产化，促进创新产品应推，国产医疗器械的进替代步伐有望进步加快。关于巩固破除以药补医成果持续深化公医院综合改的通知：实值医耗材分类集中采购，逐步推值医耗材购销“两票制”。战略性新兴产业重点产品和服务指导录（2016版）：认定腔数字放射摄像、腔治疗设备、种植等腔专科设备及耗材为战略新兴产业重点产品。关于促进医药产业健康发展的指导意：国产药品和医疗器械能够满要求的，政府采购项原则上须采购国产产品，逐步提公医疗机构国产设备配置平。医疗器械监督管理条例：条例强调将医疗器械创新纳发展重点，新增了医疗器械注册相关内容。关于开展部分腔类值医耗材产品信息采集作的通知：四川省发布“省区”将开展腔种植体、修复基台、种植修复配件等医耗材的信息申报作。资料来源：毕威分析2中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。40推进医师多点执业，优化腔医疗资源区域布局、加快腔医学专业才培养、开展种植医保限价。机遇政策优化机遇政策优化健康中国动（2019-2030）：励全社会共同参与全营养周、“三减三健”（减盐、减油、减糖，健康腔、健康体重、健康骼）等宣教活动。关于印发国家腔医学中和国家腔区域医疗中设置标准的通知：完善腔医疗服务体系顶层设计，优化腔医疗资源区域布局，推动提升区域腔医疗服务保障能。健康腔动案：到2020年，腔卫服务体系基本健全，到2025年，腔健康社会环境基本形成，腔健康服务覆盖全群、全命周期。医疗机构管理实施细则：在职医可以多点执业和主创业,利于医疗资源合理流动，提社会医疗资源的使效率。“三五”卫与健康规划：发布四项腔重点任务，包括将腔健康检查纳常规体检；深推进包括健康腔在内的6个重点专项动；励社会量发展腔保健等。“健康中国 2030 规划纲要：开展健康体重、健康腔、健康骼等专项动，到2030年基本实现以县（市、区）为单位覆盖。关于加快医学教育创新发展的指导意：推进“卓越医教育培养计划2.0”，不断完善临床医学、腔医学等专业学位研究教育与住院医师规范化培训的有机衔接。种植医保限价付政策“五问五答”：宁波市医保局在全国率先推出种植医保限价付政策。资料来源：毕威分析3中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。41各路资本纷纷进腔医疗业，为腔医疗业发展奠定了坚实的经济基础。机遇资本加持机遇资本加持业投融资总体情况1图：我国腔医疗业投融资事件数量及额变化腔医疗领域展现了超的吸能，论是融资频率和融资额，都在节节攀升。近年来我国腔医疗业相关投融资事件不断，成为近年资本追逐的热领域。据统计，我国腔领域2021年中国腔业投融资事件达到83起。4742344783604020020406080007080900021额次数2021年业投融资情况从融资轮次分布来看，前我国腔医疗服务项集中于前期。A轮及B轮占据主要市场，从侧证明业还处于遍地开花的爆发期，茁壮成的腔新量越来越多。从企业类型分布来看，前腔医疗制造及腔医疗机构仍是最受资本欢迎。据统计，在2021年投融资事件中，腔医疗机构及腔医疗制造的投融资案例分别为24起和25起，占29%、30%。腔科技企业正在，如腔医疗服务平台领健则分别在6获1亿美元，12再获D 轮融资。图：2021年腔业投融资企业类型分布图：2021年腔业投融资轮次分布注释：1 投融资额仅统计公布具体额的事件，因此实际业投融资额度要于图中数据25%6%5%8%E轮A轮B轮C轮D轮天使轮及种轮战略定向增发Byout其他242581610医疗服务其他医疗器械腔护理医疗信息化医疗服务其他医疗器械腔护理医疗信息化4资料来源：毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。42腔业技术进步推动产业质量发展，帮助缓解业瓶颈，提诊疗平，推动新型产业的发展。机遇技术升级机遇技术升级缓解腔才紧缺问题技术迭代更新定程度上帮助业缓解了腔专业才紧缺的问题资料来源：毕威分析231推动新型产业发展腔产业的数字化应将推动远程诊疗、互联医疗等新型产业的发展。提供更好的治疗案通过信息化与智能化技术的融合，为顾客提供更准确更全的诊断、更科学合理的治疗案，最终为患者带来更好的疗效。缓解腔才紧缺问题腔业新技术的应将成为传统医疗业扩张时临医稀缺问题的个突破。以数字化修复为例，传统的修复技术需经过20道程序，依赖医的经验及操作，但3D数字化系统能将繁琐的传统序简化成步，有效缩短医诊疗时间和患者就诊次数。如隐形正畸的出现释放全科医潜能。提供更好的治疗案数字化在种植、正畸、修复等领域应，让腔医疗更加安全、效和精准。以种植为例，数字化种植通过计算机软件的辅助能够避免普通种植中触碰神经管的险，同时利导板技术植能更精准；此外，腔医疗数字化将推动建诊疗数据库，让医全整合患者资料，让诊断结果更趋精确，为个性化腔医疗提供了可能。推动新型产业发展我国腔业在“互联 ”战略的带动下快速发展，并与数据、云计算等新代互联技术深度融合。随着互联的快速发展，互联腔平台渐渐被众熟知并接受，为腔产业链当事：患者、医、医院、商提供了多样化需求和便利，帮助突破了地域信息的屏障，实现资源的深度贡献，降本增效。5中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。43国家统计局随着收较快增，居消费能显著提升，消费结构升级趋势明显，从数量消费到质量消费，消费型医疗需求也在逐步释放。机遇消费升级机遇消费升级消费能提升：居均可配收增图：近20年我国国产总值及均可配收变化趋势我国国经济运总体平稳，发展质量稳步提升，居消费能持续增强。2002-2021年，中国居可配收以11%的年复合增率保持速增，从2002年的4,532元增到2021 年的35,128元，国消费能显著提升。注释：1 中国（海南）改发展研究院课题组121,7174,5321,143,67035,128国产总值均可配收国产总值均可配收2002202111%消费结构升级：开始向服务型消费社会跨越图：2015-2021年我国居均消费出结构&均医疗保健出占服务性消费出例居在医疗健康领域的消费能逐步提升，医疗健康等服务消费增空间巨。服务消费已占消费总出的“半壁江”，消费升级加快推动医疗需求增，预计到2030年，我国医疗卫市场需求将达到15万亿元，2050年达到37万亿元1。43 15年年44AY 17年年57F 21年年54 19年年56,71218,32221,55924,100服务性消费出18 %均医疗保健出受到疫情影响，2021年服务性消费出占增暂缓消费市场下沉：三四线城市消费空间潜近年来三四线城市居的消费能明显提升，未来医疗消费市场发展前景阔。虽然三四线城市整体经济体量仍法达到、线发达城市的平，但在近年消费能不断提升，对各业有着阔的下沉发展潜。图：2021年GDP增速前五城市等级构成图：2021年均GDP前五城市等级构成20(%8%线城市线城市五线城市三线城市四线城市新线城市28R%6资料来源：国家统计局中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。44我国腔医疗市场存在患病率低就诊率的特征，随着我国居腔健康意识的觉醒，部分未满需求将被激发。同时，龄化进程的加速也为腔医疗市场带来了新的增量空间。机遇需求旺盛机遇需求旺盛我国居腔疾病的患病率但就诊率低图：各年龄组腔患病率及治疗情况（2005 VS 2015）我国居腔疾病患病率且呈现上升趋势，但居就诊率低。根据我国腔健康流病学调查结果显，随着年龄的增，居腔健康状况也随之越差；同时，患龋率较上次调查有所增，但治疗率维持在较低平，潜在腔医疗服务需求。注释：1 按照联合国标准(65岁以上率超过了14%就被称为“龄社会”我国居腔健康素养平逐渐提图：各年龄组腔卫习惯变化趋势（2005 VS 2015）我国居腔健康意识和为能均有所改善。根据我国腔健康流病学调查结果显，相年前，我国居腔健康意识得到了很提升，推动了我国腔医学业市场稳步发展。我国年规模庞且龄化进程加快我国社会龄化进程加快，龄基数庞。近年来，随着医疗平的上升，均寿命的延，加上出率的下降，推动我国龄重快速上升，我国已经快进“龄社会1”。图：2020年我国龄规模及变化趋势3544岁6574岁5岁12岁29fr5544岁6574岁5岁12岁29fr5% 9% 9% 19% 19% 1% 1%0%0 0520153%3!%8%3%3!%8%龋率治疗率5岁6574岁12岁3544岁80gu%5岁6574岁12岁3544岁80gu%-17%-17% 1% 1% 4% 4% 8% 8FUsBFFFUsBFF%刷率含氟膏使率20052015根据我国第七次普查结果显，我国60岁及以上有2.6亿（18.7%），其中，65岁及以上占1.9亿（13.50%）。2010年-2020年，60岁及以上重上升了5.44个百分点，65岁及以上上升了4.63个百分点。与上个10年相，上升幅度分别提了2.51和2.72个百分点。1.9亿4.6%7中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。45多重挑战需要进步突破解决才能促进我国腔医疗业健康发展。挑战总结挑战总结机遇与挑战-挑战资料来源：毕威分析腔才短缺我国腔医师资源稀缺，具有偏年轻化与初级化的特点，平仍有待提升，因培养周期等原因医增速暂不能满快速发展的市场需求。技术基础薄弱从整体看，我国腔医疗器械产业与发达国家相，在产品质量、技术基础和品牌形象上还存在差距，影响业规模的扩以及端科研才的引进，国际竞争较弱。腔健康意识薄弱虽然近年来我国居腔健康素养平逐渐提，但与发达国家相，我国居腔健康意识还有待提升，居就诊率有待加强。付体系待完善我国部分腔医疗项不属于医保范围且费昂，因此付直是腔医疗态链上难以解决的个环节。近年来，虽有部分险企涉科保险，但是仍处于发展初期阶段，覆盖率低。数字化程度低腔数字化是腔医疗的重要组成部分，定程度上积极影响着腔医疗业发展。但是我国前腔数字化存在发展不均衡、部分环节存在短板、普及程度低等问题，定程度上阻碍了腔医疗业的快速发展。疫情冲击疫情短期冲击线下腔医疗服务机构，期利好腔医疗业头部公司。此外，疫情的形势仍在不断发展，其未来发展具有极的不确定性。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。46我国腔医师资源稀缺，具有偏年轻化与初级化的特点，平仍有待提升，因培养周期等原因医增速暂不能满快速发展的市场需求。挑战腔才短缺挑战腔才短缺我国腔才短缺腔医供给存在缺。根据WHO建议(1:5000)，2020年我国少需要28.2万名腔执业医师，但我国仅有22.1万名。另外，2020年我国每百万拥有腔医数为175，海外发达国家在500-1,500之间，差距明显。资料来源：毕威分析图：2016-2021年我国腔类执业（助理）医师数量变化图：世界主要国家每百万拥有科医数量（2017）少1,495137巴西英国瑞典意利德国本美国葡萄韩国瑞加拿俄罗斯中国巴西英国瑞典意利德国本美国葡萄韩国瑞加拿俄罗斯中国-90.84%-90.84 1980.4$.581.5 1680.3.4 17201879.6 2079.5 2115.716.718.920.827.8执业医师执业助理医师我国腔才整体资历较浅腔端才资源仍较匮乏。前我国腔医院医学历在研究的占仅9.3%，低于业平均；腔医师呈现初级化特点：作年限20年占仅为38%，表明我国腔医具有偏年轻化与初级化的特点，平仍有待提升。图：2020年我国腔执业（助理）作年限构成图：2021年我国腔执业（助理）医师学历构成浅35.3A.2.6%学本科研究专中及以下中专26.9!.2%.4.4.0%5年30年59年2029年1019年我国腔才培养周期医院体系中腔医的培养周期较。据统计腔才培养从硕毕业晋升到主任级别平均达近20年,培养个优秀的腔医的速度赶不上市场的需求。难硕毕业硕毕业（78年）初级医师初级医师（2年）主治医师主治医师（5年）副主任医师副主任医师（5年）主任医师主任医师需需1920年年图：腔科医晋升路径1中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。47我国部分腔医疗项不属于医保范围且费昂，因此付直是腔医疗态链上难以解决的个环节。近年来，虽有部分险企涉科保险，但是仍处于发展初期阶段，覆盖率低。挑战付体系待完善挑战付体系待完善腔医疗服务项客单价贵我国腔医疗服务客单价，且呈现增趋势。和同在消费型医疗赛道的眼科对，涉及复杂治疗的项，腔项单价更；从增趋势看，以某腔医疗领先企业运营数据为例进分析发现，近三个年来该公司的客单价整体上移。资料来源：毕威分析图：2018-2020年某上市腔医疗公司客单价（元）图：线城市热医疗服务项价格对（眼科VS腔）贵医保投覆盖低，商保处于起步阶段腔医疗服务医保覆盖项较少。医保只报销基本材料费和治疗费，种植、正畸等都不属于报销范围，另外科医保报销的费例也较；科商保处于起步阶段。科商保产品种类单，且渗透率还处于初级阶段。图：中美腔医疗项花费来源对（费例）图：腔医疗项医保覆盖范围少2全秒1.52.5万1.52.5万半秒1.31.8万1.31.8万全激光1.01.6万1.01.6万ICL2.5-3.5万2.5-3.5万种植0.3-2万/颗0.3-2万/颗隐形正畸2.08.0万2.08.0万美0.30.5万0.30.5万7488488088778649482020H22018H22018H12019H12019H22020H1补/拔、根管治疗、周及龈炎治等科修复类、美类的项，如烤瓷修复、正畸、种植、美等不列报销范围中国80%美国40%中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。48从整体看，我国腔医疗器械产业与发达国家相，在产品质量、技术基础和品牌形象上还存在差距，影响业规模的扩以及端科研才的引进，国际竞争较弱。挑战 技术基础薄弱挑战 技术基础薄弱起步晚，发展基础较为薄弱我国腔医疗业起步较晚，临床数据积累不，本品牌整体实与国外商存在差距。前腔医疗器械业较为有前景的细分赛道-正畸、种植与修复领域国产化率低，进品牌垄断。欧美系、韩系均拥有量临床案例和数据，期随访数据有94%以上的成功率，但国产种植体因为上市时间短、总种植量，缺乏临床数据和研究献。资料来源：毕威分析图：进种植体65岁及以上患者期随访研究图：进种植体品牌 VS 国产种植体品牌案例积累情况晚技术才缺乏腔材料业是多学科交叉，级技术员和管理员缺乏。腔材料业是多学科交叉、知识密集的技术产业，产品综合了多种学科及技术。加之我国腔材料业起步较晚，领域内平的技术研发员和管理才严重缺乏，企业很难在短时间内迅速培养所需要的才队伍。少3EAD品牌345352139总种植数94.2.6.6%成功率A公司（欧美）B公司（国产）C公司（国产）品牌50年25年25年上市时间2,000w10w30w积累案例数医疗器械业作为综合多学科的技术业，所需研发、销售及管理才需具备医学、电程、机械制造等综合知识及同业实践经验，此类才通常会选取资实强、业绩出众、市场声誉良好的企业就职；新进企业通常难以在短时间内吸引复合型专业才的加。随着腔数字化技术逐渐普及，对才要求更，如需会计算机辅助设计和制造、CNC加、3D打印、信息安全等领域；能够理解腔专业需求并将之与上述专业相结合，进转化并建符合腔业专业应和需求的技术标准和操作规程，此类跨界专业型技术才的缺乏将会限制腔医疗器械企业未来扩数字化加产能。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。49腔数字化是腔医疗的重要组成部分，定程度上积极影响着腔医疗业发展。但是我国前腔数字化存在发展不均衡、部分环节存在短板、普及程度低等问题，定程度上阻碍了腔医疗业的快速发展。挑战 数字化程度低挑战 数字化程度低腔数字化定程度促进腔医疗业发展资料来源：湖北省腔医对数字化技术认知及应情况调查、毕威分析但我国腔数字化平较为初级我国腔数字化平还处于发展阶段，部分设备以进为主。调研可知，前数字化技术中以CBCT的使率最，但超半受访者在近3年内才开始使CBCT，且使频率不。其余数字化扫描及制造技术应时间也不，使频率较低，说明尚处于起步阶段。此外，我国优秀腔数字化企业较少，尤其以数字化设计环节最为薄弱，主要为校与企业联合开发，产品质量与认可度尚待市场检验。4提升产能及产效率上游器械制造中游医疗机构下游患者优化诊疗流程、缓解腔医疗才短缺提升医疗机构诊疗平、提升服务体验以烤瓷为例，传统艺产过程要通过多道序，需要不同的技员配合完成制作。数字化对整个流程进了优化数字化对整个流程进了优化，扫替代膏模型-3D打印取代雕刻蜡型-CAD/CAM技术实现模扫描到产品设计，实现主要产过程的全数字化，提升了产效率及准确性。提升了产效率及准确性。以数字化修复为例，传统的修复技术需经过20道程序，依赖医的经验及操作，但3D数字化系统能将繁琐的传统序简化成步，有效缩短医诊疗时间和患者就诊次数，提医服务效率，使得医能在有限的时间服务更多的患者。提医服务效率，使得医能在有限的时间服务更多的患者。腔数字化医疗设备资源共享通过腔检查图像及档资料传输实现，可缩短患者挂号、诊疗、划价、交费及取药的时间，应电处和各类电检查单据可减少错误发的概率；同时，医师可及时、准确地为患者做出诊断并确定治疗案，提升患者的就诊体验度。提升患者的就诊体验度。举例举例举例举例举例举例图：我国某省份5种数字化技术的应详情（使时间/年 VS 使次数/次周）12.42.1.9$.0.0U.6.3.2h.2%内扫描CBCT模型/印模扫描数字化切削3D打印10.5年79年46年10年61.3.1.4.2.4.1%6.3%5.3%0.0%3.9次610次15次1115次数字化扫描数字化制造中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。50虽然近年来我国居腔健康素养平逐渐提，但与发达国家相我国居腔健康意识还有待提升，居就诊率有待加强。挑战 腔健康意识薄弱挑战 腔健康意识薄弱健康意识薄弱居腔保健意识尚显薄弱，导致我国腔诊疗率较低。根据第四次全国腔健康流病学调查报告，各年龄段龋率与诊疗率不匹配。我国具有较的腔患病率的特征，但由于居腔保健意识尚显薄弱导致我国腔诊疗率较低。资料来源：毕威分析图：科服务渗透率较（2019 VS 2020）图：2015年中国各年龄组过去12 个科就医例弱渗透率&就诊率低腔疾病就诊率低，腔医疗服务渗透率低。全国腔流病学调查显各年龄组的科就医例均处于较低平，腔疾病伴随的全命周期，我国各年龄段群就医率均有待提升。低5图：2015年中国各年龄段龋率与诊疗率007080901005岁12岁35-44岁65-74岁5岁12岁35-44岁65-74岁龋率就诊率3岁4岁35-44岁5岁12-15岁55-64岁 65-74岁10.4.6.2#.6.8 .0 .5%就诊率48.5%美国中国陆中国台湾美国中国陆中国台湾70.0i.5!.1G.9$.0 192020中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。51疫情短期冲击线下腔医疗服务机构，期利好腔医疗业头部公司。此外，疫情的形势仍在不断发展，其未来发展具有极的不确定性。挑战疫情冲击挑战疫情冲击短期：腔医疗业整体都受到不同程度的冲击短期内新冠疫情对腔业造成负影响。2020年初，新冠疫情冲击下，腔医疗产业从上游器械制造到下游医疗机构，就诊量、营业额等均出现幅下滑，些中规模机构甚破产。资料来源：毕威分析图：某知名腔医疗器械制造商疫情前后案例数变化趋势（2019 VS 2020）图：某知名腔连锁集团疫情前后就诊量及营业收变化趋势（2019 VS 2020，万元）短期：加速业整合整体上，短期的冲击并没有改变腔医疗消费度景的基本。在后疫情时代，我们看到了腔消费的反转；疫情也加速了业整合。中型规模的机构融资能、抗险能差，受这次疫情影响退出市场，头部机构不仅迅速恢复，还有望获取竞争对退出市场所释放需求，进步做做强，提升业集中度。图：某知名腔医疗器械制造商疫情后案例数变化趋势（2020）图：某知名腔连锁集团疫情后营业收及利率变化趋势（2020 VS 2021，百万）667,707111,03898,44827,07060021,04368,13011,6604就诊量2就诊量3就诊量同期收4就诊量2就诊量3就诊量同期收-99.1%-81.0%-30.8%-56.9 02024,10010,9001-3案例数1-3案例数-54.8%此外，2019年2020年，由于COVID-19疫情的影响，公司的产设施使率也有所下降。9891,151-,0001,5002,000202024.1 2110.1%收利率同时，我们发现体量规模、地域分布的连锁机构受影响相对，后疫情时代，虽然整体疫情形势及管控有所缓解，但是区域性疫情频发，限制机构发展。10,90036,40054,5001-3案例数4-6案例数7-9案例数 400.0 20破局之路&发展趋势04中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。53“保险 医疗”模式“保险 医疗”模式1海外经验：HMO组织历史悠久，是美国最重要的医疗提供式之背景：美国最的HMO组织凯撒医疗成于1933年，初期类似于医疗保险互助组织，随后开启医疗机构收购建设之路。效果：截2017年底，凯撒医疗集团的凯撒健康保险计划参保会员总数达1,180万；凯撒医集团中医总数22,013，护58,345，社区员216,199；集团医院总数39家，医疗诊所和其他设施共682处；2017年总营业收达727亿美元。凯撒医院集团Kaiser Foundation Hospitals凯撒医院集团Kaiser Foundation Hospitals凯撒健康保险计划Kaiser Foundation Health Plans凯撒健康保险计划Kaiser Foundation Health Plans专科医全科医凯撒医集团Permanente Medical Groups凯撒医集团Permanente Medical Groups会员参保按项/天数付费按头付费按项付费就诊就诊出诊出诊参保按项/天数付费按头付费按项付费就诊就诊出诊出诊居通过加凯撒健康保险计划成为凯撒医疗集团会员，凯撒医疗集团下的医院集团和医集团能够为患者提供相应医疗服务，再通过健康保险计划对医疗进付费，形成“保险 医疗”的闭环。集团整体收、盈利上升，会在医疗业内进步收购医疗服务机构，为保险会员提供更加丰富、完善的医疗服务。HMO在付端能够减少过度医疗险，在供给端能够降低机构获客成本。关键洞察资料来源：毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。54“保险 医疗”模式“保险 医疗”模式1国内现状：泰康收购拜博腔，对国内“保险 医疗”模式进尝试背景：2018年518，银保监会批复同意泰康寿出资20.6236亿元收购拜博医疗51.56%股权，此拜博腔成为国内“保险 医疗”凯撒医疗的探索者。效果：2021年，泰康拜博腔积极落地“保险 医疗”模式，以爱使和超体营销为抓，医险结合也初成效。截2021年，爱使注册突破4万，泰康渠道实收占8.6%。2021年泰康拜博还将打造40家星级店，为更多优质客带来腔诊疗尊享服务。“保险 医疗”模式联结医疗保险，有助于腔连锁诊所在销售形成强规模效应和联动效应，为新增店带来稳定客流，解决获客成本的问题，也提升了客粘性，保证了医疗付费的稳定性。但是前国内科商业保险普及度低于国外，且产品种类也较为单，暂时没有形成全补充商业保险的习惯，可能存在定推问题。关键洞察保险保险服务服务童科险童科险预防保健险预防保健险科治疗险科治疗险提供全命周期腔健康保险，多样化产品培养爱意识；精准控费，减少浪费提供全命周期腔健康保险，多样化产品培养爱意识；精准控费，减少浪费基础治疗基础治疗复杂治疗复杂治疗腔健康管理腔健康管理收挂钩满意度，为客提供质量与体验并重的优质腔医疗服务收挂钩满意度，为客提供质量与体验并重的优质腔医疗服务会员会员购买保险提供服务费结算购买保险提供服务费结算费付，提升患者就医便捷；控费降低保险赔付率，减少患者开费付，提升患者就医便捷；控费降低保险赔付率，减少患者开资料来源：企业官，毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。55DSO模式DSO模式2海外经验：DSO组织速发展，解决个体执业的难点定义：DSO（Dental Service Organizations，腔医疗服务组织）是为腔医与诊所提供临床业务持服务的运营管理公司，为诊所提供所需的管理、运营、财务、法律、培训等临床业务的持；使得医们能将更多精放在临床上。现状：美国腔诊所预计有20万所，其中DSO诊所占达到10%（约2万家）。投资成本低是医独执业的重要起因，DSO模式通过辅助个诊所执业、进步降低个诊所运营成本的式，吸收个体医形成组织。具体，个诊所和医师可以选择加各类DSO组织，从获取组织提供的统后勤管理服务，包括雇佣服务、营销服务、医教育、会计服务等，医由此可以更加专注于临床，提升诊疗平。关键洞察主要DSO模式分类资料来源：毕威分析模式描述所有权国外案例服务制DSODSO组织单纯提供统的运营管理条例、运营管理服务建议、组织培训运营管理团队，运营独性仍然掌握在医或所有权者中。Western Dental运营制DSODSO组织通过与诊所签订合约，参与经营管理，管理员DSO派出。Heartland Dental股权制DSODSO组织通过私募股权或现等式收购腔诊所，签订合约，获取控制权及经营权，与原所有者按照合约分配利益。Aspen Dental旗下诊所数量220750600排名721中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。56DSO模式DSO模式2国内现状：DSO模式在国内市场快速兴起，未来可助我国科连锁化现状：我国DSO市场致经过了5年的发展历程，相于美国40多年的发展历程仍处于发展早期，布局企业相对较少、服务模式尚在完善中、服务质量仍待市场检验、市场渗透率还较低。相较于个体腔诊所，DSO连锁性价较，能够帮助机构定程度上缓解资压，输品牌和技术，提升机构运营情况。但是前我国现的DSO模式都处于发展初期阶段，缺乏统品牌，介深度差异，管理半径弱，联盟松散，模式效果有待进步验证。关键洞察资料来源：毕威分析欢乐腔服务制DSO泷科运营制DSO美维腔股权制DSO教育服务欢乐腔服务制DSO泷科运营制DSO美维腔股权制DSO教育服务式为主品牌授权、联合运营购买地科诊所品牌授权、联合运营购买地科诊所，输出管理构建平台提供技术提升、标准化、才输出、运营增强、信息化帮助200家诊 医院提供管理解决案，包括新店筹备、员培训、集团采购、店运营、市场营销、资源、财务分析等多元化服务450家会员单位代表企业DSO类型主要服务内容服务类型机构/会员数品牌授权合作诊所可享受品牌、集采、客渠道、市场运营辅导、医疗培训；联合运营合作,则在以上各进步深,尤其是以数据为基础的深度运营指导7 43家联合运营&品牌授权中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。5701数字化时代来临02国产替代加速03DSO模式落地04腔医疗消费下沉05连锁化趋势明显06精细化运营业所需07“互联 ”悄然开启08腔预防意识渐09科保险构建腔医疗新态中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。58“数字化”正成为腔业未来发展的重要趋势通过前，我们得知前科医师资源紧缺已成为我国腔业发展的“瓶颈”，数字化腔技术的应将成为传统医疗业扩张时解决医稀缺问题的个突破。数字化正成为腔业未来发展的重要趋势，国内外腔企业度重视数字化业务布局。腔医学数字技术般指借助数字化扫描、设计与制造等程技术段，辅助实现腔疾病诊疗的类技术，具体涉及三维数据采集技术、数学建模技术、计算机辅助设计技术、计算机辅助制造（数控加&3D 打印）技术、机器技术、智能技术、术导航技术以及相关的材料技术。前，腔数字化的应覆盖泛，包括腔业务数字化以及运营管理营销数字化。在医疗技术领域，我国腔数字化技术在腔修复（包括种植）、腔正畸和腔颌外科的应占较。其中，腔修复是最早引数字化技术的学科，世界第台义修复CAD/CAM系统临床应今已有近30年的时间，是数字化传统的优势学科；腔正畸与数字化技术结合最为紧密，得益于CBCT技术、光学印模技术的发展，为腔正畸带来了从维到三维诊断的跃；数字化腔颌外科在近年来术设计、导航与机器技术量的成功应，成为腔数字化领域庸置疑的后起之秀。此外，随着互联、数据和智能技术逐渐深到社会活的各，如远程辅助诊疗系统、基于云的腔APP应、电语病历系统、智能诊断系统等逐渐应运。数字化技术的引对于腔医学来说，已经且正在快速地在改变着腔医学的传统诊疗模式，对腔医学的产深远影响。如提医疗质量和效率、优化医的临床诊疗流程、技师护的作模式、病的感受以及临床信息管理等等。发展趋势数字化时代来临发展趋势数字化时代来临1企业观点专家意资料来源：毕威分析优你造科技CEO 朱荣付数字化是影响腔业变的最重要因素之，数字化诊疗和数字化运营管理营销技术的应，帮助实现企业运营更现代化、产制造成本更低、品质更精良、医施诊更简便、消费者体验更轻松、诊疗质量有提。朗呈医疗董事兼总经理 吕键由于腔诊疗过程的复杂性，单数字化设备对医帮助有限。搭建从数据采集、到成品加的整体数字化案才能带来质的跃。中国腔市场患者需求量、医资源紧张，腔数字化技术的普及将是未来市场发展的主线。医蓝创始兼CEO 丁鹏智能时代，采AI协同法，能迅速推动个性化医疗的发展，从提升患者体验和最化诊疗效率。AI-copilot代表了腔医疗作范式的升级，就如今天驾时不可或缺的导航系统样，未来每位医都将拥有位专属的AI助。王敬庭毕威中国交易战略与并购融资总监数字化时代的腔全产业链新态逐渐形成，通过打通腔产业链上中下游，实现腔数字化应将成为企业的核竞争。随着腔数字化的进步发展，将在定程度上释放腔医的潜，释放腔诊疗需求，进带动腔医疗业的发展。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。59发展趋势国产替代加速发展趋势国产替代加速2资料来源：毕威分析腔器械业稳步发展，端产品国产化程度仍亟待提升我国腔医疗业整体起步较晚，外部竞争核来于进产品，致使腔医疗器械端产品主要依赖进。在腔值耗材领域，除了正畸材料已有国产企业能与海外企业相抗衡外，腔颌外科植材料和义材料市场仍以进品牌为主，国产化程度较低。政策持与社会龄化叠加，以及医疗信息化领域的安全诉求驱动，我国医疗器械国产化正处于初级阶段的快速发展时期。近年来，我国对腔医疗耗材&材料的研发投不断加强，专利申请量增迅速。根据统计发现，截2020年底，全国腔耗材领域有效注册产品共计7,370件，其中国产产品6,036项，进产品1,334项。国内专利申请主要来东、东、江苏和浙江等地。以威集团有限公司、北京清物技术有限公司为代表的国产种植体以价格优势正在不断冲击Straumann、Nobel等进巨头的垄断地位。同样，时代天使凭借先发优势占据国产隐形正畸头部地位，与进品牌分天下。相反，外企在我国腔材料专利申请增速放缓，主要来美国、德国、本和瑞。但本腔医疗值耗材&材料品牌仍较为缺乏。从产品管理分类来看，腔耗材国产类产品5,018件，显著于进类产品数量，但国产类产品数量仅159项，进类产品数量达545件。放眼未来，伴随国家政策前所未有的持，我国国产腔医疗器械业将进步向端制造升级，并逐步打破海外企业在端器械领域的垄断地位，最终完成国产化并上国际舞台。企业观点专家意美刻创始 雷中国是腔产业创新的沃，很多国产器械已经超越了进产品，如CNC设备、3D打印、智能诊断软件等，我们有强烈的族信去打造流品牌，也具有产业基础以持创新研究和应，相信中国腔国货发展的会更快，更猛。中科安创始兼总程师 陈贤帅前，国内企业在种植体领域的市场份额不到10%。国家常态化制度化开展药品集中带量采购，为国内种植产研发企业崛起提供了机会。如果种植集采推，则有助于国内企业快速提升市场份额，刺激国产种植体业崛起。罗健莹毕威中国医疗健康和命科学业税务主管合伙腔医疗器械“国产替代加速”离不开政策持和企业勇于“破局”的决。国家推动腔医疗器械业突破关键技术、创新升级。腔医疗企业不断加研发投，推动研究和应相结合，积极打破国外技术“掐脖”局。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。60发展趋势DSO模式落地发展趋势DSO模式落地3DSO赋能诊所和医，加速提升业整合由于腔医疗业特性，我国腔医疗业以社会办医为主，营腔市场竞争分散，连锁化率低，个体腔诊所较多。前，如何提升机构运营平是摆在绝多数腔医疗机构管理者前的难题。在此背景下，我国腔医疗业参与者开始探索新的商业模式。DSO旨在帮助腔机构积极应对挑战，为腔医疗机构和医赋能。以腔集团为背景的直营/控股型DSO与以专业服务为背景的合约服务型DSO是国内前两腔DSO模式。直营/控股型DSO分为总部直营品牌连锁、总部控股合并报表店品牌多样化两种形式，本质上是主经营腔连锁品牌。海外市场以美国Aspen Dental为代表，国内瑞尔集团、泰康拜博腔等属于直营型DSO、美维腔属于控股型DSO；合约服务型则致分为腔品牌特许经营连锁、腔医疗业务第三服务连锁两种形式，本质上是通过输出腔医疗板块的专业服务进合约制连锁。腔品牌特许经营连锁模式，在海外以巴西Coife Odento为代表，国内以永康腔等为代表，腔医疗业务第三服务连锁模式，在海外以美国Heartland Dental为代表，国内前以国药腔专注供应链服务、领健专注信息化系统服务、三六九医才专注资源服务为代表。DSO模式“赋能”诊所解决多项痛点、推动业集中度提升。腔DSO通过提供临床医疗服务，为诊所提供所需的管理、运营、财务、法律、培训等临床业务的持，使得医能够将更多精放在医疗技术的提升和患者的治疗。同时，直营/控股型DSO模式为旗下腔机构连锁化扩张助，从提升业集中度。伴随着腔业的快速发展，腔DSO业发展空间较，未来市场存在较的发展机遇。DSO平台将通过布局、收购、战略合作等形式建站式腔企业服务平台。企业观点专家意美维腔医疗创始合伙兼CEO 朱丽雅DSO模式落地正推动中国腔医疗业的转型和升级，通过全位持和赋能，DSO模式为腔机构提供了规模化发展和品牌升级的机遇。未来，DSO模式还将继续创新和优化，引领腔医疗业朝着更加智能化、效化的向发展。相信中国腔国货发展的会更快、更猛。黎志贤毕威中国医疗健康和命科学业审计主管合伙近年来，腔医疗业从业者积极寻求管理层的突破，尤其是资本的注，腔医疗服务机构开始追求运营管理效能的提升，追求精细化管理。在此期间，DSO逐渐成为许多腔医疗服务机构的发展之道，为本化DSO的出现建了前提条件。未来，腔医疗业DSO的本化落地注定出“中国特”。资料来源：毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。61企业观点专家意松柏投资联合创始 琨随着腔健康意识和消费能的提升，腔医疗消费市场极具潜。能通过专业培训教育、数字化具等赋能基层医的产品企业和医疗服务机构，将脱颖出。也将惠及更泛的患者群，满众追求健康美好活的向往。如何在资源有限下借助数字化、智能化赋能传统腔医疗业，如何在供需两端的双重压下优化布局，如何在运营压下通过新媒体打造私域降低成本，成为众多企业家热议的话题，下沉市场于近两年成为给出令为之振奋的解决思路。周硕毕威中国审计合伙李艳艳毕威中国审计合伙线下诊拓展与线上数字化医疗相结合，成就腔医疗下沉市场的满，但对其“价格敏感”、“区域性”、“碑传播”，如何提升管理、信息化、服务平践商业的本质，实现盈利，仍是需要企业去思考和权衡的问题。发展趋势腔医疗消费下沉发展趋势腔医疗消费下沉4资料来源：毕威分析腔医疗资源逐步渗透下沉市场，市场规模加速国家卫健康委在“健康中国2030”规划纲要中提出，要全提升城乡腔医疗平。尽管我国腔业近年来发展态势较迅猛，但当前城乡之间的医疗卫服务平差距较，腔基层医疗的发展也较为缓慢。此外，伴随着我国腔健康的意识不断增强，腔下沉市场的消费不断提升，撑其腔服务消费出的增，预期将会有更多的腔服务资源转移到下沉市场。前，腔医疗器械企业和腔医疗服务机构都逐步开始布局下沉市场。社会办腔医疗服务机构通策医疗于2018年推出“蒲公英计划”，提出三到五年内在浙江省内布局100家分院，实施区域为浙江省内的县（市、区）及重点乡镇。据公司公开资料显，通策医疗前在浙江省剔除医院，共开业分院30家左右，近两年公司医院体量已经实现翻倍，蒲公英医院基本半年实现盈亏平衡。2022年，爱科技与赛德阳光腔启动“万城微笑计划”健康项，锚定中国最为阔的县域市场，利科技医疗推动健康发展，将技术下沉到有需要的县域，运科技创新有效地触达中国更多消费者。未来，随着下沉市场消费者消费能提升，腔健康的意识的觉醒，对专业度的要求也会随之提，预计下沉市场会是腔医疗业玩家的重点战场。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。62资料来源：毕威分析企业观点专家意港希玛医疗集团执总裁、深圳希玛爱康健腔集团执董事 李肖婷腔连锁经营模式单诊所更具优势，通过1个地区中医院 n个卫星诊所，可实现地区集中化布局和品牌规模效应。依托精细化管理与创新管理模式，可为连锁化经营打造更强的市场差异，并为业质量发展赋能助。将规模数量的腔连锁经营模式，引我国腔医疗业符合国情。单体腔诊所的影响有限，服务群有限，如果连锁经营机构提供资搭建平台，标准管理模式，则能够更好的发挥医师资源，树品牌影响，从更快的争夺腔业市场份额。虞嘉明毕威中国医疗健康和命科学业税务合伙发展趋势连锁化趋势明显发展趋势连锁化趋势明显5个体诊所经营难度逐渐提升，腔服务业向连锁发展营腔诊所临着经营模式单、经营成本、利润增点少、竞争压等困境，信息化时代的市场变化本就迅速，再加上资本的追捧，单店经营的存空间将更被挤压。机构若想在诊所市场占据席之地，连锁发展是必经之路。个体营腔诊所临着诸多发展困境：营腔诊所管理规范化，相关续繁杂度提升。开设个体诊所，涉及到执业许可证、选址、装修、消防验收等，牵涉卫、环保等多个部。在疫情之后，医疗品质管理、消杀管理更趋于严格，个体诊所规范化运营成本幅度提升。数字化诊疗时代来临，个体诊所对设备和耗材的上游议价能较弱。为满腔诊疗需求及迎合消费者认知，诊所对于CBCT、扫、椅旁修复系统等设备采购需求增加，相较过去个体执业仅需要椅和全景机，投成本提；同时，种植和正畸等附加值诊疗项的耗材成本占较。腔作为级学科，项发展越发专业化。正畸、种植、体髓等分属于不同学科，技术要求不断提升，正畸和种植具有不可兼容性，个体执业过去常做的拔、洗等已不能满需求。腔医疗服务连锁化优势明显。连锁经营可整合资源、优势互补、实现节约化经营、提综合竞争，提融资能和抗险能，从使腔医疗、市场营销、材料和设备的采购实现体化，降低腔诊所的经营与管理成本。个腔诊所在竞争中优势不明显，临着要向“品牌化”“连锁化”升级的局，需要不断提市场占有份额，提品牌知名度。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。63资料来源：毕威分析企业观点专家意可恩腔医疗集团总院 亓庆国精细化运营是腔业健康发展的需要。腔医疗服务精细化运营涉及多：1.细化获客渠道的分类投；2.以数据为依据，做好营销获客和内部成交的衔接；3.对客进“标签化”管理。精细化管理能是腔医疗服务机构期可持续发展的核。这就要求腔医疗机构的管理者在确保提供质量医疗服务的同时，在预算管理、成本核算、效率提升、流程改进、绩效优化等持续提升能，在竞争激烈的市场中打造核竞争，实现期可持续健康发展。罗科毕威中国医疗健康和命科学业北区审计主管合伙发展趋势精细化运营业所需发展趋势精细化运营业所需6侧重精细化运营，实现业可持续发展腔诊的管理要向精细化，才能提作效率，并且增强抵御险的能。然，许多科诊并法实现精细化管理，内部依然野蛮，缺少标准和规范，检查和监督也不到位。在此背景下，显然损害科诊的发展前景和潜，由于不够专业，难以得客的睐和认可，致使医院与之间互动率低、转化率低、复诊率低。只有坚持规范化运作的优质医疗服务提供者，才能够期赢得消费者信赖，因此，升级管理是业所需和时代必然。前腔医疗服务的精细化运营涉及多。如建统的质量和服务标准，规范诊所的诊疗式，提升客在诊就诊的环境体验，逐步提的就诊体验，增加客对机构及品牌的信任度；加强机构供应链管理，平衡成本与效率的关系。针对腔医疗机构，建运营标准化管理体系可以帮助机构提升运营效率，规范操作流程，提升医疗服务平。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。64资料来源：毕威分析企业观点专家意劲松腔席执官 志欣利数字化设备和互联科技，不断提诊疗效率和准确性。采互联信息化技术构建腔精准诊疗中。以智能腔检查设备、互联远程咨询和会诊为基础的数字化腔预防保健中，综合提升客体验和管理效率。随着互联的快速发展，数字活逐渐代替着许多传统活动，腔线上平台渠道作显现。互联腔平台的核优势在于平台突破了地域信息的屏障，腔消费者能够通过平台快速地找到适合的产品、医以及医疗机构。叶毕威中国审计合伙发展趋势“互联 ”悄然开启发展趋势“互联 ”悄然开启7前腔医疗领域，传统的诊疗模式已逐渐向精准化、线上化转变相发达国家，我国居存在腔患病率、就诊率低、腔专业才缺乏等情况，以数字化技术赋能精准、效、便利的个性化腔诊疗已成为腔医学未来的发展向与客观需求。同时，受到疫情影响，中国腔医疗产业正迎来传统经营理念、服务模式的拐点，在其它业如如荼地在“互联 ”的路上疾时，腔医疗产业的互联化也悄然开启。三类互联 腔医疗平台已经成型，精准营销成为市场竞争突破。互联腔平台现阶段已基本形成三的局。泛流量类互联腔平台主要以阿系、美团为代表，通过活、电商等业务根基占领了所有特定需求流量，并依托泛流量优势，将产品线延伸科。垂直类互联腔平台以致为代表，主要从腔业的痛点切，垂直开发腔相关业务，提供专业咨询服务进获客，其核价值在于精准流量，但覆盖度相对偏低。消费医疗类互联腔平台，以新氧为代表，度匹配以“消费升级”为需求的标，精准提供具有消费医疗属性的服务，以丰富的功能矩阵、媒体矩阵、社交等式占领消费医疗升级市场。此外，2020年腔医疗书调查显，前，各类获取流量的渠道/平台趋于饱和，流量分发程度正在不断地下降。在腔数字化的转型升级中，基于我国腔医培育时间周期、供需失衡等痛点，通过数字化赋能医群体，帮助他们提作效率且更好地触达与服务，以及帮助腔全产链实现态闭合将成为今后较段时间的机会所在。同时，随着流量红利不断消失，未来腔医疗机构营销的主战场在于精准流量，精准流量的营销式能解决腔医疗机构获客成本的痛点。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。66资料来源：毕威分析企业观点专家意泰康保险集团管委会成员、泰康拜博腔席执官陈宏华科保险的发展将提升腔诊疗保障平，成为腔医疗服务业爆发的催化剂，创新和完善腔商业健康保险产品，通过保险 医疗的商业模式，促进客对腔健康进期管理，助提升全腔健康平。科保险的发展有助于提预防性腔保健服务的覆盖率，增强众的腔健康意识，缓解腔医疗保健的付障碍。依托腔业的数字化转型，更多的腔医疗机构和才将更有效发挥价值，共同促进构建腔产业新态。耿苗毕威中国医疗健康和命科学业税务总监发展趋势科保险构建腔医疗新态发展趋势科保险构建腔医疗新态9打造医疗服务 保险新模式对于中国腔医疗服务市场，边是复合增率达14%，需求巨；另边是实际只有不到10%左右的群能做到每年少进次腔诊疗的现状。部分科医疗费较、科下游医疗服务市场参差不使得消费者从选择，造成可及性低。发展科保险，可以帮助在定程度上减轻疾病负担，提升业渗透率；另开展“保险 医疗”新商业模式可以提患者粘性，建信任并维护期客源。多家险企开始布局科保险。我国最早的腔保险产品始于2010年，中国保推出的科管理式医疗保险产品。随着腔业的发展，局科保险的险企数量逐年提升。从单的科保险产品开始向上延伸寻求创新合作模式。以泰康在线为例，与腾讯微保和泰康拜博合作，推出了“保险 医疗”的科态闭环，深度布局科付 服务场景，客到店治疗后只需要签字，由保险公司和医疗机构完成赔付结算，“线上 线下”的全服务，使客享受更便利更快捷的服务体验。此外，还有太平产险推出我国第款含有失败责任的种植保险，重塑科诊疗产业链。稚奇联合平安健康，构建“腔 保险 诊疗”态闭环等。单科保险通过“保险 医疗”模式，将虚拟保险与实体医疗相结合，实现多共赢。客通过投保科保险降低腔治疗花费，获得更优质的客体验；机构可以获得稳定客源，增加其客粘性；险企通过科保险的宣传为公司其他产品引流增加公司曝光度。我国腔医疗业前景阔，各个险企也已经在积极探索和构建“保险 医疗”的新模式，但是想要解决腔业期存在的痛点，论是对于保险公司还是腔医疗机构来说，还有很的段路要。项介绍05中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。68报告纲报告纲中国社会办腔医疗企业50报告涵盖内容案头研究腔医疗器械1 1腔医疗服务2 2腔医疗科技3 3实地调研报告内容纲业分析业分析评选介绍评选介绍关键发现关键发现企业展企业展腔医疗市场现状腔医疗市场现状腔医疗产业图谱腔医疗产业图谱腔医疗业态剖析腔医疗业态剖析腔医疗业发展瓶颈腔医疗业发展瓶颈腔医疗业未来发展趋势腔医疗业未来发展趋势参评企业范围参评企业范围评选维度评选维度评委会组成评委会组成准标准准标准评选流程评选流程评选法评选法尖端腔产业制造总体概况尖端腔产业制造总体概况领先腔服务品牌总体概况领先腔服务品牌总体概况前沿腔科技企业总体概况前沿腔科技企业总体概况尖端腔产业制造榜企业信息尖端腔产业制造榜企业信息领先腔服务品牌榜企业信息领先腔服务品牌榜企业信息前沿腔科技企业榜企业信息前沿腔科技企业榜企业信息为了推动中国腔医疗业的质量发展，由毕威中国主办，中国公医疗机构协会腔分会作为学术指导，动脉作为战略协办的第届中国社会办腔医疗企业50项正式启动。毕威中国期密切关注中国医疗健康业发展趋势，希望通过此次腔业的公益项，挖掘腔医疗市场优秀标杆企业，协助推动更多优秀社会办腔医疗企业的健康发展，共同探寻全球视野下中国腔医疗市场未来发展的新趋势，助中国腔医疗业的变与崛起。腔健康是全健康的重要组成部分，是反映个国家或地区居健康、明平的重要标志。腔医疗产业发展，不仅需要引导腔医疗服务业的质量发展，且需要推动国产腔医疗器械业的创新升级，还需要推动腔医疗科技业的技术突破。评选简介评选简介中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。69榜单设置榜单设置腔颌外科植材料产制造商修复材料产制造商义材料产制造商正畸材料产制造商尖端腔产业制造腔专科医院腔诊部腔诊所其他医疗机构腔科（综合医院、诊部、诊所、体检中、医美机构等）领先腔服务品牌腔医疗AI企业腔数字化解决案企业腔SaaS平台企业腔3D打印企业前沿腔科技企业中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。70评选维度评选维度评选维度参评企业范围企业规模：市值/估值、营收（增速）、利润、机构数量、公司员、市场份额（增速）技术研发：研发投、研发团队、在研产品、知识产权、医疗器械分级产品策略：供应链、产能、产品功能、产品组合、产品质量、产品定价市场拓展：客群及规模、市场分布、销售模式、销售络、品牌声誉、付模式社会责任：材料环保、能源排放、公益活动、进替代（降低消费负担）资源配置：机构数量、科室设置、医疗设备、椅数、床位数、建筑积团队实：医师数、护数、学术成果、学历构成、团队培训、腔医专业认证腔服务：项类型、服务流程、诊疗模式、服务质量、技术创新、均消费出运营管理：覆盖区域、医院等级、医保报销、营业收（单积产值）、利润、诊次、床位（椅）使率、品牌建设、标准化运营、才及培训、管理体系、开拓模式、才留存机制社会责任：消毒卫标准、医疗废物处理、抗疫动、义诊、科普宣教企业实：新技术企业认证、市场覆盖、估值、融资轮次、融资额、投资机构、收并购产品体系：产品类型、解决案、模式创新、痛点解决与效率提升度、未来发展潜能核技术：研发投、研发模式、研发能、专利数量、奖项与荣誉、技术突破度、业地位团队结构：创始团队、核技术团队、团队规模、才培养社会责任：产环保、产品公益性、公益实践 腔颌外科植材料产制造商 修复材料产制造商 义材料产制造商 正畸材料产制造商 腔专科医院 腔诊部 腔诊所 其他医疗机构腔科（综合医院、诊部、诊所、体检中、医美机构等）腔医疗AI企业 腔数字化解决案企业 腔SaaS平台企业 腔3D打印企业中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。71核评估标准核评估标准1)模式创新和对传统模式颠覆度2)痛点解决与效率提升度3)具备未来发展潜能与阔发展前景市场应领先技术应与突破（结合专利情况，核技术团队，研发能，技术突破度，业地位等指标）技术创新1)付优势：对接社保、商业保险情况2)经营成果：营业收、过去三年收年复合增率运营管理市值/估值及资本市场认可度（结合级市场表现，资深投资者投资等指标）资本认可1)抗疫动所产的社会贡献值2)是否符合产品使环保、操作规范、公益实践等指标社会责任核评估标准中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。72准标准准标准年内未发重安全、重质量事故年内未发科研严重失信为年内未被列经营异常名录年内未被列严重违法失信企业名单尖端腔产业制造年内未发级甲等医疗事故年内未发虚假告年内未发骗保为年内未发欺诈患者事件领先腔服务品牌年内未发重安全、重质量事故年内未发科研严重失信为年内未被列经营异常名录年内未被列严重违法失信企业名单前沿腔科技企业中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。73评委会组成评委会组成评估论证评选法评委会公专家毕威资深合伙业协会专家第三研究机构专家集体审议榜单发布评审委员由公专家、业协会专家、第三研究机构的腔专家，以及毕威医疗健康业战略规划咨询、运营管理咨询、资源咨询、信息化咨询、交易并购咨询、险管理咨询、审计和税务服务等业务线资深合伙组成。同时邀请社会办腔医疗集团/连锁机构负责，对业报告和标准制定提出专家建议。被邀请的负责不作为评选专家参与评选，所在机构可以参评。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。74评选法评选法信息收集通过毕威、中国公医疗机构协会官和微信，向公众开放报名通道，企业主报名，提交信息。实地考察毕威中国医疗健康业团队对报名企业进实地访，实地考察，查阅相关制度件，企业家访谈。四法交叉验证综合评估评审结果审核结合本次评价准标准，参考公开渠道背景调查，通过对业专家访谈，并接受公众监督反馈，最终确定中国社会办腔医疗企业50榜机构名单。评价模型分析基于毕威中国社会办腔医疗企业50评价模型，结合企业提交信息，对企业进评价。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。75评选时间表评选时间表专题系列活动：企业管理交流会、企业回访等每年次开放企业报名2022年5下旬-2023年831评审专家论证评估法2022年4上旬-5下旬启动仪式2022年531参选企业调研访2022年5下旬-2023年831评审专家集体审议2023年8-9峰论坛&榜单发布2023年10中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。76上榜名单|领先腔服务品牌奖企业简称总部所在省份总部所在城市艾维腔浙江杭州德伦腔集团东州植医集团上海上海海狸家腔福建福州华誉腔四川成都欢乐腔医疗集团北京北京极橙童科上海上海劲松腔北京北京晶特尔美可普医疗集团福建福州可恩腔医疗集团东德州泷科北京北京美冠塔北京北京美皓医疗集团浙江温州美维腔上海上海南京博韵腔江苏南京美矫正上海上海瑞尔集团北京北京赛德阳光腔医疗集团北京北京深圳尔睦腔东深圳泰康拜博腔北京北京希玛爱康健腔集团东深圳兔腔医疗集团陕西西安烟台好未来腔东烟台咿呀英博集团湖北恩施亿腔上海上海友睦腔东深圳说明：名单按照企业简称字顺序排序，排名不分先后。本项并对参评企业的合规性和可投资性进评价，也不涉及对任何监管政策的解读。本着客观、公正、公益的评选原则，本次评选活动中主办单位、战略协办单位不以任何形式以“中国社会办腔医疗50”项名义向上榜企业收取任何费。特此说明。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。77上榜名单|尖端腔产业制造奖企业简称总部所在省份总部所在城市爱迪特河北秦皇岛爱因斯医疗江苏苏州奥精医疗北京北京佰傲再陕西西安施美四川成都倍康美东深圳博纳格北京北京岱洛医疗江苏苏州东博腔北京北京峰医疗江苏锡美刻北京北京欧欧医疗东州普特医疗浙江湖州瑞通物东州时代天使上海上海新亚医疗浙江杭州优你造科技北京北京正丽科技上海上海正雅科上海上海中科安东佛说明：名单按照企业简称字顺序排序，排名不分先后。本项并对参评企业的合规性和可投资性进评价，也不涉及对任何监管政策的解读。本着客观、公正、公益的评选原则，本次评选活动中主办单位、战略协办单位不以任何形式以“中国社会办腔医疗50”项名义向上榜企业收取任何费。特此说明。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。78上榜名单|前沿腔科技企业奖企业简称总部所在省份总部所在城市ABC腔管家四川成都爱创医疗东珠海北京冈医疗北京北京壳思浙江杭州博理科技江苏苏州登特菲安徽合肥迪凯尔医疗江苏苏州EZ智慧腔云陕西西安然科技浙江杭州国药腔上海上海海狸家腔福建福州华美科四川成都铼赛智能江苏苏州朗呈医疗东东莞励医疗上海上海领健上海上海凤呈祥北京北京频泰科技浙江宁波普利上海上海澜健康浙江杭州瑞医博北京北京塞领科技重庆重庆赛乐医疗江苏常州上海惠蔻上海上海上海微云实业集团上海上海深图医学东深圳深圳艾科赛东深圳深圳云甲科技东深圳时代天使上海上海丝桐北京北京松佰科集团上海上海速迈医学江苏苏州先临三维浙江杭州迅实科技浙江绍兴医东深圳雅客智慧北京北京雅智医疗浙江杭州医涯DSO上海上海亿幸健康东深圳优尔迈医疗福建福州优你造科技北京北京医蓝北京北京悦笑科技东深圳智科技四川成都说明：名单按照企业简称字顺序排序，排名不分先后。本项并对参评企业的合规性和可投资性进评价，也不涉及对任何监管政策的解读。本着客观、公正、公益的评选原则，本次评选活动中主办单位、战略协办单位不以任何形式以“中国社会办腔医疗50”项名义向上榜企业收取任何费。特此说明。中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。7901 上榜的腔医疗服务机构店地域分布01 上榜的腔医疗服务机构店地域分布关键发现|领先腔服务品牌奖总体概况浙江 11江苏 8福建 9东 16北京 8四川 8上海 12东 10河南 3重庆 4云南 3辽宁 7湖北 6天津 5陕西 5江西 3湖南 2西 1海南 1河北 1新疆 1内蒙 1信息来源：各上榜机构提供、毕威分析安徽 1中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8002 所有上榜的腔医疗服务机构布局的全部业态中，腔诊部占最02 所有上榜的腔医疗服务机构布局的全部业态中，腔诊部占最腔诊部73.04%腔诊所13.42.42%腔专科医院其它4.32%信息来源：各上榜机构提供、毕威分析03 上榜的腔医疗服务机构基本设置03 上榜的腔医疗服务机构基本设置腔修复科、周科、正畸科、体髓科、腔种植科、童腔科、腔外科、腔预防科，可满群腔医疗服务需求96.6796.6793.3393.3393.3393.3386.6786.6736.6723.3323.3300708090100信息来源：各上榜机构提供、毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8104 上榜腔医疗服务机构的词云中出现频率较的有种植、修复、腔全科、童科、正畸04 上榜腔医疗服务机构的词云中出现频率较的有种植、修复、腔全科、童科、正畸05 不同梯队的腔医疗服务机构在腔服务、运营管理存在较差异05 不同梯队的腔医疗服务机构在腔服务、运营管理存在较差异信息来源：各上榜机构提供，腔50评价模型分析、毕威分析00708090资源配置团队实腔服务运营管理社会责任第110名各维度得分第110名各维度得分第2130名各维度得分种植修复腔全科童科正畸腔预防体髓周颌美学种植修复腔全科童科正畸腔预防体髓周颌美学中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8206 上榜腔医疗服务机构总部位于北京、上海、东三地的椅数量占据优势，与当地的经济发展情况、社会办腔医疗机构办医能、众对腔健康的重视程度存在定的相关性06 上榜腔医疗服务机构总部位于北京、上海、东三地的椅数量占据优势，与当地的经济发展情况、社会办腔医疗机构办医能、众对腔健康的重视程度存在定的相关性07上榜的腔医疗服务机构62.07%接医保付，41.38%接商业保险，整体保险覆盖率较，能够缓解患者的付压07上榜的腔医疗服务机构62.07%接医保付，41.38%接商业保险，整体保险覆盖率较，能够缓解患者的付压信息来源：各上榜机构提供、毕威分析020004000600080001000012000内蒙古江苏四川东陕西浙江福建东上海北京信息来源：各上榜机构提供、毕威分析62.077.93%医保 有医保 41.38X.62%商业保险 有商业保险 图：上榜腔医疗服务机构62.07%图：上榜腔医疗服务机构41.38%接商保付中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8308 上榜的腔医疗服务机构医务员40.23%为腔医，59.77%为护；其中腔医本科及以下学历占69.56%，拥有正/副医资质占6.21%，优质腔医疗资源短缺现象较为明显08 上榜的腔医疗服务机构医务员40.23%为腔医，59.77%为护；其中腔医本科及以下学历占69.56%，拥有正/副医资质占6.21%，优质腔医疗资源短缺现象较为明显信息来源：各上榜机构提供、毕威分析69.56%.89%4.55%医学历 本科及以下医学历 硕医学历 博图：医学历情况图：医务员情况图：医资质情况40.23Y.77%医务员情况 医医务员情况 护6.21.79%医资质 正/副医资质 其他中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8409 近2/3上榜腔医疗服务机构中有国家或省级腔医学相关协会任职成员09 近2/3上榜腔医疗服务机构中有国家或省级腔医学相关协会任职成员信息来源：各上榜机构提供、毕威分析10 上榜的腔医疗服务机构46.67%单积产值10万/m2，单位积利效率较低，运营管理平有待进步提升10 上榜的腔医疗服务机构46.67%单积产值10万/m2，单位积利效率较低，运营管理平有待进步提升信息来源：各上榜机构提供、毕威分析63.336.67%国家或省级腔医学相关协会任职成员是国家或省级腔医学相关协会任职成员否中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8511 上榜的腔医疗服务机构部分以建为核开拓模式11 上榜的腔医疗服务机构部分以建为核开拓模式图：上榜机构开拓模式051015202530建收并购投资信息来源：各上榜机构提供、毕威分析中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。86关键发现|尖端腔产业制造奖总体概况信息来源：各上榜机构提供、毕威分析01 上榜的腔值耗材家2019-2020年营业收及利润呈现逐年增的趋势01 上榜的腔值耗材家2019-2020年营业收及利润呈现逐年增的趋势10399.7557113162.688119375.91238940.22952381224.7557143279.44952405000000025000201920202021营业收（万元）利润（万元）02 上榜的腔值耗材家仅6家产品矩阵覆盖类、类、三类医疗器械02 上榜的腔值耗材家仅6家产品矩阵覆盖类、类、三类医疗器械类9类9三类11类 三类1类 三类3类 类2类 类 三类中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8703 不同梯队的腔值耗材家在研发投费存在较差异03 不同梯队的腔值耗材家在研发投费存在较差异图：研发投费（万元）04 上榜的腔值耗材家91.3%持有专利，2019-2021年平均专利数量年复合增率为25.70%，超过国家平均平04 上榜的腔值耗材家91.3%持有专利，2019-2021年平均专利数量年复合增率为25.70%，超过国家平均平国家平均复合增率来源于2021年中国专利调查报告图：上榜的腔值耗材家专利持有情况图：专利数量年复合增率91.30%8.70%企业已拥有相关专利 是企业已拥有相关专利 否2019-2021年专利数量年复合增率（%）0.00%5.00.00.00 .00%.000.00%榜企业国家平均30015.46720.952657050000000250003000035000第17名第814名第1521名第1520名中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8814.29.71%产品医保付 有产品医保付 05 上榜的腔值耗材家的产品14.29%接医保付，19.05%接商业保险，整体保险覆盖率较低05 上榜的腔值耗材家的产品14.29%接医保付，19.05%接商业保险，整体保险覆盖率较低图：上榜的腔值耗材家产品14.29%接医保付图：上榜的腔值耗材家产品19.05%接商保付19.05.95%产品商保付 有产品商保付 中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。8901 上榜的腔科技企业64.29%为新技术企业，科技研发能较强01 上榜的腔科技企业64.29%为新技术企业，科技研发能较强02 上榜的腔科技企业超过70%开始借助资本发，腔科技业将持续向好02 上榜的腔科技企业超过70%开始借助资本发，腔科技业将持续向好信息来源：各榜机构提供、毕威分析关键发现|前沿腔科技企业奖总体概况66.673.33%新企业 是新企业 否图：榜腔科技企业新技术企业占信息来源：各上榜机构提供、毕威分析暂未融资：家14天使轮：家7Pre-A轮、A轮、A 轮：家13B轮及以上：家9中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。9004 83.3%的上榜腔科技企业的研发模式为主研发，具有较强的腔科技创新能04 83.3%的上榜腔科技企业的研发模式为主研发，具有较强的腔科技创新能信息来源：各榜机构提供、毕威分析图：研发模式概况信息来源：各上榜机构提供、腔50评价模型分析、毕威分析83.33.67%主研发与外部机构合作03 不同梯度的腔科技企业在研发投费上存在较差异03 不同梯度的腔科技企业在研发投费上存在较差异图：研发投费（万元）2630.15293.7130.940.00500.001000.001500.002000.002500.003000.00第114名第1528名第1942名第1944名中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。9183.33.67%企业已拥有相关专利 是企业已拥有相关专利 否05 83.3%的上榜腔科技企业持有专利，2019-2021年平均专利数量年复合增率为30.90%，超过国家平均平05 83.3%的上榜腔科技企业持有专利，2019-2021年平均专利数量年复合增率为30.90%，超过国家平均平信息来源：各上榜机构提供、国家平均复合增率来源于2021年中国专利调查报告、毕威分析图：上榜腔科技企业的专利持有情况信息来源：各上榜机构提供、毕威分析图：2019-2021平均专利数量年复合增率（%）30.90%0.00%5.00.00.00 .00%.000.005.00%上榜企业国家2019-2021平均专利数量年复合增率（%）中国社会办腔医疗企业50报告 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。92信息来源：各上榜机构提供、毕威分析图：上榜的腔科技企业获奖概况06 上榜的腔科技企业中47.6%获得过国家级奖项、33.3%获得过省级奖项，40.5%获得过市级奖项，上榜的腔科技企业社会认可度06 上榜的腔科技企业中47.6%获得过国家级奖项、33.3%获得过省级奖项，40.5%获得过市级奖项，上榜的腔科技企业社会认可度47.623.33.48%0.00.00 .000.00.00P.00%国家级奖项省级奖项市级奖项颁发奖项腔50榜单06领先腔服务品牌奖01企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构95杭州艾维医疗投资管理有限公司微信公众号维码2007年11杭州110张52艾维腔由陈俊、胡亮、孙伯成、童薇伊于2007年联合创。扎根杭城，辐射华永康、湖州南太湖、绍兴越城，布局10 直营诊，凭借独舒适的诊间设置，精尖的设备材料，国际标准化的操作规范等，逐渐发展成为专业腔健康管理机构。艾维腔吸收了众多毕业于北京学、浙江学、川华西等国内知名学以及德国蒂宾根学、韩国尔学等知名科学院的优秀毕业，超过半数的执业医拥有研究学历，为每位客提供系统、专业、舒适的终腔健康管理。创今，艾维腔已在杭州、华、湖州、绍兴拥有14家诊部，超过120台腔综合治疗台，总诊积近10000平，并于2022年成为杭州亚运会官腔健康服务供应商。种植美学修复正畸艾维腔创始 陈俊资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构96东德伦医疗集团有限公司微信公众号维码2010年12州400张206德伦腔成于2010年，是家以腔医疗服务连锁经营为核，专注于腔疾病诊疗、腔保健、修复等腔医疗服务的企业。公司深耕珠三区域，前已经建起覆盖佛全域的腔诊体系，拥有1家腔专科医院及28家腔诊部。德伦腔设有种植科、正畸科、修复科、体髓病科、周病科、童腔科、腔外科、舒适醉科、检验科共9科室和数字化中、洁中、腔健康中共3中。德伦腔是华南地区最早开展腔诊疗数字化的营腔医疗机构，德伦腔在2014年即建了数字化中，从数字化种植起步，前已经与种植、腔正畸、美学修复等各项实现数字化与诊疗作的结合。德伦腔注重医疗质量与服务质量，于2020年7正式通过ISO9001质量管理体系审核认证。成今，德伦腔秉承“让全拥有健康好”的总共服务患者超过200万，在华南地区受好评，成为值得市信赖的品牌。数字化舒适痛种智能正畸导航系统特GBT喷砂洁德伦集团董事兼总裁维通资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构97资源配置团队实腔服务运营管理社会责任植医集团（深圳）有限公司微信公众号维码2019年9深圳500张300植医集团集腔医疗、连锁管理、机构投资、医学教育和供应链为体，专注于探索实践医多点执业的医疗服务模式和医、管理员合伙股的经营模式。植集团实建连锁和学科共建的双轮驱动战略，前拥有腔机构近30家，主要分布在以江浙沪为主的三和以深圳、佛为主的珠三经济发达地区。植集团拥有以集团疑难种植总监黎强及中国VIIV头颅标本穿颧穿翼师班创始振华为代表的扎实医师团队，能够提供专利VIIV专利种、数字化微创种植、数字化侧矫正、数字化唇侧矫正、童早矫等创新科技产品及特服务，满客各类需求。缺种植童早矫植医集团董事、总裁黎强企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特98福州海狸家腔科技有限公司微信公众号维码2016年3福州（公开信息尚统计）（公开信息尚统计）海狸家腔成于2016年，是家少腔连锁品牌，提供防蛀、治疗、正畸服务，专注少腔健康，积极推进童错颌畸形早发现、早预防、早治疗的科学理念，对童颜进早期预。海狸家腔专注于为少年提供正畸服务。海狸家腔在营销、诊疗和产系统实现了数智化。少年正畸童错颌畸形诊疗智能诊疗海狸家腔CEO 炜资源配置运营管理腔服务社会责任团队实企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构99成都锦江华誉腔诊部有限公司微信公众号维码2015年2成都暂62张352015年，华誉腔于成都创，以“华誉愿为您挚友”为品牌理念，三余位四川学华西腔医学院、北京学腔医学院等知名院系博、硕等资历腔医，提供品质的腔预防、治疗、美容等科服务，为每位客及其家庭提供全命周期的腔健康管理，致于成为客的私医，呵护好。华誉腔在四川省经营了5家连锁腔机构，覆盖成都市新区、锦江区、温江区，以及达州市通川区。各机构均配置有专业医助理为客进全程腔健康管理，提供专享预约、便利就诊体验、治疗后定期回访的品质标准化服务。华誉腔现全开设腔内科、腔外科、腔修复、腔正畸、种植、美、童腔健康管理 7 核专科，并打造5特专科：隐形正畸、疑难种植、美学修复、周治疗及童腔管理。各个专科的医和团队能为不同年龄段和需求的客提供品质的医疗服务。童科正畸全命周期腔健康管理华誉腔总经理 朱超资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特100北京欢乐英卓医院管理有限公司微信公众号维码2013年北京（公开信息尚统计）（公开信息尚统计）欢乐腔医疗集团是家集医疗、科研、教学、培训、管理于体的腔医疗连锁机构，拥有欢乐腔和固瑞科两个品牌。欢乐腔医疗集团在北京、上海、深圳、天津、沈阳、西安、重庆等个城市开设腔医院和腔医疗连锁机构，现有由院春敏和孙延领衔的医护及管理员团队。发展今，欢乐腔医疗集团旗下医疗机构能够提供正畸、种植和美容等专科服务，满顾客矫正、解除错和畸形、修复缺等需求。正畸种植美学欢乐腔医疗集团副董事兼创始 孙延资源配置运营管理腔服务社会责任团队实企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构101上海极橙医疗科技有限公司微信公众号维码2015年3上海150张90极橙童腔专注于为0-14岁童提供全位腔医疗服务。极橙童腔成于2015年，在上海/天津/江苏/浙江等地开设了20家童腔诊所，是童腔领域的领导品牌。截到2023年，极橙累积服务客超过70万次。童在看过程中最的痛点之是因为害怕不能配合。极橙的使命是“帮孩快乐看”，因为孩的理健康和理健康同等重要。为此，极橙创造了“游戏化看”的流程，和“主题乐园式”场景，运“童为管理”技巧以及“痛舒适化”诊疗，降低孩焦虑，让孩在“闯关打怪”当中完成诊疗流程。极橙在相关领域有4项专利，17个科游戏软件著作权及3个游戏化看主题作品著作权。极橙秉承“预防于治疗”的理念，通过涂氟、窝沟封闭、清洁等多种预防段，以及给孩和家提供腔健康科普知识，建正确的腔护理习惯，降低孩的腔疾病发病率。极橙的会员制度，使童获得期持续的腔健康监护和管理。极橙在童腔领域的创新和实践在业界和客中获得了泛好评。“游戏化看”降低恐惧通过预防降低发病率期持续腔健康管理极橙童科创始兼CEO 塔尔盖资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构102北京劲松腔医院投资管理有限公司微信公众号维码2005年4北京www.jinsongkq.top486张160余劲松腔医疗集团是家植根北京，前拥有14家分院、1200余名员的型营腔连锁机构，劲松腔以“诚信经营”为理念，以“6S诊疗规范”为标准，致于成为营腔值得信赖的领导品牌。劲松腔医资实雄厚，拥有全职腔医160余名，由教授、正副主任医师、三甲医院腔医、国内外腔专业硕博组成的医疗团队，已研发专利70余项。劲松腔秉承“院式”服务模式，每家分院均设有数字化种植修复、美正畸、及颜管理、腔预防、综合科等五诊疗科室，可提供便捷的“站式”腔诊疗服务。2017年，劲松腔引中国泰康保险集团战略投资，2019年再获港今翊资本战略注资。腔种植腔正畸普通科劲松腔席执官 志欣资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特103福建晶特尔美可普医疗管理集团有限公司微信公众号维码1995年10福州 创始董事 任福资源配置运营管理腔服务社会责任团队实企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构105泷医疗管理（浙江）股份有限公司微信公众号维码2013年4浙江271张145泷科是中国领先的端营腔医疗服务提供商，拥有度标准化及可复制的业务模式。经营业务主要包括腔医疗健康相关的诊疗服务、义加和产品经营。2013年进中国今，泷科已在上海、北京、州、深圳、成都、杭州等13个城市设有29家腔诊。泷科凭借运营庞的科诊所络所积累的科技术及经验，2015年起，泷科开始向第三腔医疗服务商提供义及相关耗材及服务，以扩展腔医疗服务腔医疗产品的服务类别。2018年起，泷科开始销售符合消费者常活需求的联名腔护理产品，2023年起，泷科开始开发有品牌下的腔护理产品以进步增强患者对泷科品牌的黏性。此外，泷科亦提供DSO服务，赋能第三腔诊拥有更有效率地运营其腔诊。ALL-on-4种植数字化美学修复少年颜管理泷科CEO 杨志宇资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构106美冠塔腔诊所有限公司2003年11北京143张92美冠塔腔创建于2003年，是家专注为中年群提供品质腔医疗服务的专科连锁机构。年来，美冠塔秉承“帮更多早享福”的使命，成为中年腔医疗的开创者和持续领导者，在北京、上海、南京等城市开设多家型分院，拥有近200间独诊室，500多位专科医护员，服务患者近三万，总营业积达20000平。作为中年科的开创者，美冠塔腔多年来围绕“以患者为中，以医为核”的发展理念，优化医资团队，把控医疗质量。截前，在临床上基本形成以“保保”为理念，“整体修复”为导向的特修复体系；在院内搭建起集医、教、研于体的医孵化平台，汇聚线精英医，稳居中年腔业领导者地位。中年腔修复“保保”理念中年专科服务美冠塔腔集团 董事 于宏亮资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构107美皓医疗集团有限公司2004年温州190张50温州腔医院是浙江省卫厅批准成的家集医疗、教学、科研、预防、保健为体的型腔专科医院。医院开设11个临床科室，微创种植中、美学矫正中、美学修复中、综合治疗中、体髓治疗中、显微根管治疗中、周治疗中、童早期矫正预中、童舒适治疗中、童综合治疗中、特需诊疗中（VIP）。另设5个辅助科室，放射中、检验中、数字化制作中、菌消毒供应中及病案管理中。医院引进数字化、智能化、舒适化腔诊疗设备，全链条提升诊疗效率，减少患者等待时，为患者带来数字化的腔诊疗体验。同时拥有腔标准化术室和万级层流术室，建符合国际标准的消毒供应中，开展标准菌操作，严防腔术、治疗过程中交叉感染，打造全新的多功能数字化安全腔，让每位患者都能享受到国际标准化腔医疗服务。微创种植中美学矫正中童腔中美皓医疗集团有限公司主席、政总裁兼执董事 王晓敏资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构108资源配置团队实腔服务运营管理社会责任上海美维腔医疗管理集团有限公司2016年8上海2000张近1000美维腔医疗作为中国家“DSO”模式发展的腔连锁机构，开创了中国腔业发展新模式和新业态，并持续为中国优秀腔连锁品牌及专家从战略投资、标准输出、医疗技术提升、品牌管理、数字化转型等全维度进赋能，助其实现快速个性化发展。主研发“维美医疗云智能平台”，为合作伙伴提供医疗、采购、才、运营、管理等全位站式解决案，实现“学术化、精细化、专业化、信息化、舒适化”的体化发展，成为腔业数字化先驱。创腔业“事业合伙”机制，通过建和收并购品牌，进双轮驱动的发展，打造个“稳定、共赢”的命运共同体，并助其成为区域头部品牌。前拥有16家品牌、近200家腔医院和诊，覆盖全国35座城市核商圈，其中约70%形成区域头部。“源于腔，超越腔”，美维腔医疗集团以“医疗 伙伴 科技”为发展核，成为科创业者的梦想平台，并致打造有温度的企业，携所有业伙伴起稳致远。舒适化诊疗童早期矫正数字化种植美维腔医疗创始合伙兼CEO 朱丽雅企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构109南京博韵腔医院有限公司微信公号号维码2015年3南京43张22博韵腔医疗集团成于2015年，南京，前已在江宁、秦淮两个区，建设“总分”共三家连锁机构，三核主城区的连锁格局，以级腔专科医院 诊的结构，构建了半时腔就医圈。博韵腔拥有三技术特：1）种技术：优势在于不植、创伤，术后肿痛轻，摆脱传统种植对槽条件的限制；2）CBCT三维断层扫描：360度旋转扫描即得种植患者量信息、软组织信息、咬合关系等头部完整数据，重组三维体图像；3）3Shape内扫描：内数字化扫描，取代传统种植术前临床制取印模、翻制膏模型的传统操作流程。“种”半种植修复技术CBCT三维断层扫描3Shape内扫描南京博韵腔 院 陈慧玲资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构110资源配置团队实腔服务运营管理社会责任上海美腔诊部有限公司微信公众号维码2014年2上海119张65美矫正由袁峰医于2013年创，总部位于上海，是国内家明确提出“正畸专科诊所”定位的腔医疗机构，在诊所装修布局、动线设计、设备配置、员组成上均有着不同于普通腔诊所的专业标准与流程。在以袁峰院核的创业团队的带领下，美矫正汇集了50余位全职正畸医师，其中，袁峰院、冯静院、徐巍娜院是上海仅有的8位美国正畸协会会员中的3位。2021年，美矫正与松柏投资签署全战略合作协议，合作内容包括战略投资、信息技术升级、正畸与数字化技术研发、品牌建设、运营服务等。美矫正以矫正为主营业务，前在上海和锡共开设5家腔诊，年服务达4000多名正畸新诊病例，提供即刻种植、ALL-on-4全重建、隐形矫正、显微根管治疗、正畸正颌联合治疗等特服务。矫正正畸正颌联合治疗种植修复美矫正创始兼CEO 袁峰社会责任团队实企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构111资源配置团队实腔服务运营管理社会责任北京瑞尔圣彬医疗科技有限公司微信公众号维码1999年3北京1200余张910瑞尔集团成于1999年，前旗下拥有瑞尔科和瑞泰腔两品牌。截2022年930，瑞尔集团在中国15个城市拥有114家腔诊所及8家医院，910名资深医。过去年，瑞尔集团已提供腔医疗服务约870万次。2022年322，瑞尔集团以“6639”为股票代码在港交所主板挂牌上市，正式成为“中国中端腔连锁第股”。瑞尔集团始终秉持“诚信、专业、做好”的价值观，旨在为客提供站式、专业、品质的腔医疗服务。瑞尔集团的使命是给每位客带来健康、信的微笑。瑞尔集团的愿景是成为世界领先的腔医疗服务集团。瑞尔集团的专科特涵盖以顾客为中的舒适化科治疗服务，尤其注重对童治疗感受和理接受度的综合考量。除此之外，瑞尔集团可提供维也纳体系和美国道森体系的咬合重建治疗服务。童科治疗舒适化科治疗咬合重建治疗瑞尔集团创始、董事邹其芳企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构112赛德阳光医院管理集团有限公司微信公众号维码2007年北京384张250赛德阳光腔由我国腔正畸专家周彦恒教授创建，倾打造中国腔正畸领先品牌。2020年初，赛德阳光腔完成数亿元A轮融资，由启明创投、阳光融汇资本共同领投。2007年创今，赛德阳光腔在北京、上海、州、深圳、郑州、厦、西安、天津、沈阳、杭州、沙等地拥有30多家分院及专科腔医院，诊疗椅近400台，分院总积超2.8万平，累计诊治错颌畸形等腔专业病例超26万。赛德阳光麾下北腔硕博及以上学历专家团队超60，秉承北医学深厚学养及医学渊源，以腔正畸为主要特，集医疗、教育、科研、预防于体，促腔医学多学科的交叉与融合。通过做特、做优、做精、做尖、做强，已成为隐适美隐形矫正技术领军者。隐形矫正显微根管数字化扫北京学腔医院级教授、主任医师、博导，赛德阳光腔医疗集团席顾问专家 周彦恒资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构113深圳尔睦腔医院微信公众号维码2002年深圳130张50尔睦腔是家拥有20年品牌连锁经验的腔医疗机构，且拥有博、硕等资深专业腔医师，旗下连锁包括尔睦腔医院、尔睦腔丽沙花都诊、尔睦腔壆岗诊、尔睦腔新桥诊、尔睦腔荟城诊、尔睦腔海欣诊、尔睦腔童专科诊、尔睦腔江西泰和爱健诊，总营业积达到10000余平。腔种植腔正畸童腔资源配置团队实腔服务运营管理社会责任深圳尔睦腔创始 肖步挺企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构114资源配置团队实腔服务运营管理社会责任泰康拜博医疗集团有限公司微信公众号维码1983年6北京1822张902泰康拜博医疗集团是泰康保险集团旗下型腔医疗和腔健康管理连锁机构，致于打造腔连锁头部企业，成为社会办医和公腔业专业发展的引领者、医险结合的探索者、健康战略的实践者。2018年获得泰康保险集团战略投资并正式更名为“泰康拜博医疗集团”今，集团已发展成为全国布局、连锁运营、险结合、技术创新、专业医疗的领先腔医疗集团，在北京、上海、州、深圳等近50个城市开设近160家专业腔医疗机构。泰康拜博提供多种专科特服务，其中包括由国务院津贴专家周磊教授领衔的种植复杂病例诊断设计中（IDDC），以国内正畸领域权威专家沈刚教授为学科带头的腔正畸学科联合体，以及擅“穿颧”和“穿翼板”等难度种植法并采数字化种植技术的全疑难美学种植中（ZPA）。种植复杂病例诊断设计全疑难美学种植中腔正畸临床联合体泰康保险集团管委会成员泰康拜博腔席执官 陈宏华企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构115资源配置团队实腔服务运营管理社会责任深圳希玛爱康健腔集团有限公司微信公众号维码1995年深圳221张105希玛爱康健腔成于1995年，是深圳市较早建级腔专科医院的机构，迄今已服务港粤居超300万次，连续三届获颁“深圳字号”荣誉。2021年，希玛爱康健腔成为港希玛医疗集团旗下医疗机构。由港、华西等知名腔院校及公医院的专家灵犀先，希玛爱康健腔汇集了素质医护员500余，且医师团队成员平均拥有15年以上执业经验。2009年，希玛爱康健腔成为中学光华腔医学院教学基地。希玛爱康健腔旗下共有连锁医院及诊13家，开设腔种植、腔正畸、腔修复、体髓、周病、童腔六科室，服务辐射深圳罗湖、福、南、宝安、华，是华南区较的专业腔连锁机构。希玛爱康健腔的专科特包括世界先进的侧矫治及隐形矫治、仿真全瓷冠等端修复治疗、重度周病、种植修复等多样化服务。腔种植专科腔正畸专科腔修复专科港希玛医疗集团执总裁、深圳希玛爱康健腔集团执董事李肖婷企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构116兔腔医疗科技集团股份公司微信公众号维码2003年陕西780张2732003年创今，兔腔始终坚持以“直营”为主的发展模式、“1 N”的布局模式、“六个统”的连锁服务模式，已在西安、咸阳、宝鸡、安康、渭南、延安、汉中、乌鲁等地开设61家分院，1300余名员，致于为顾客提供站式腔综合诊疗服务。兔腔已累计服务顾客超过200万，年服务顾客超100万次，是西北地区规格、规模的腔医疗连锁机构，并在2017年4正式成为西北地区腔业家挂牌新三板的上市公司。由种植专家董智伟博领衔，兔腔掌握综合科、美、种植、美容、矫正、瘫、童科、镇静镇痛技术、周治疗以及椅旁3D技术等腔核技术，业务范围涵盖300多个科项，并以穿颧穿翼种植术等为服务为专科特，致于为顾客提供全家、全、全程的舒适化科服务。童颜管理舒适化诊疗穿颧穿翼种植术兔腔董事 王鸿应资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构117烟台好未来腔诊部有限公司微信公众号维码2017年1烟台22张10好未来腔属亚太地区领先的私医疗集团绿叶医疗，是家端科机构，秉承国际化医疗标准，致于将国际诊疗技术及研究成果引中国，应于腔正畸、美学修复、种植和童腔等领域，为顾客定制专业化的预防计划以及个性化治疗案。好未来腔机构积1600余平，基于酒店式环境、全球先进的医疗设备、医疗团队个性化定制及科学严谨的诊疗流程，为客提供端预约制服务。根据客诉求收集表，由初诊医诊察病情后为客预约更专业、资深的专家医对或多对MDT服务，同时护理团队也会全程参与、配合。童腔中舒适化诊疗即刻种植即刻修复好未来腔执董事 建霞资源配置团队实腔服务运营管理社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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美即显矫正专科企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。领先腔服务品牌奖创时间注册地公司址椅数腔医师数公司介绍专科特推荐机构120深圳友睦腔股份有限公司微信公众号维码2006年8深圳www.u-87张87友睦腔致于端腔连锁机构的专业化运营管理和培养腔专业才。2006年创友睦腔品牌以来，采ADA医疗管理模式，打造由腔科医合伙制运营的腔连锁，迅速凝聚上百的专业医疗团队。友睦腔坚持“临床与培训并轨发展”的模式，现有12家以种植、正畸、美学修复为特的腔医疗机构，为客提供全位的腔诊疗服务。友睦腔旗下所有诊均聘临床经验丰富的腔医，其中不乏执业经验年的国内专家级别的主任医师，并拥有国内外知名院校腔学科的博和硕80余位。友睦腔先后成为了德国法兰克福学种植硕学位临床培训基地、USC/美国南加州学种植师班（中国）培训基地。友睦腔亦被评为全球科教育学院指定科医疗鉴定机构、港全科医学会科协会港医陆职业资格考试培训中、美国Beyond公司特邀冷光美中，以及中国隐形正畸医师技术培训基地。种植正畸童科友睦腔董事 朱玮玮资源配置团队实腔服务运营管理社会责任尖端腔产业制造奖02企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构122爱迪特（秦皇岛）科技股份微信公众号维码2007年3秦皇岛腔修复材料及腔数字化设备提供商10,000 爱迪特（秦皇岛）科技股份有限公司成于2007年315，是家集腔材料与设备研发、产、服务及数字化综合解决案于体的全球科服务商。爱迪特荣获70余项专利授权，业务遍及全球130多个国家和地区，分别在美国加州、德国、韩国设有三家公司服务海外客。爱迪特累积服务义加、诊及腔医院累计超过1万家，约有9000多万名终端患者享受到了爱迪特优质化服务。爱迪特专注解决腔健康问题，从腔预防、腔护理、腔修复材料的研发到打造理想的数字化诊疗体验。爱迪特作为腔数字化的先者，从2016年起开始打造套集材料、设备、培训、运营、售后的站式椅旁数字化案。围绕新型腔材料开发数智化设备，开发新技术，完整的技术服务培训。爱迪特围绕为客创造价值为核的理念持续变传统腔艺，推动国际腔业的数字化、智能化发展，科技构建腔态圈，致于成为世界顶级的腔服务公司。全瓷义修复材料爱迪特椅旁修复系统品质氧化锆材料爱迪特董事兼总经理李洪企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构123爱因斯医疗科技（江苏）有限公司微信公众号维码2020年3苏州腔颌外科植材料产制造商1,000 爱因斯医疗由博恩腔集团、美国密西根学周研究院王鸿烈教授团队、资深创业团队联合发起设。爱因斯医疗产品为主研发的iEZ腔种植系列产品（包括种植体、种植导板、种植钻等），公司通过iEZ种植系统致于成为家为客提供周种植整体解决案的领先服务商。iEZ产品系列通过纯度的种植体材料、承受强度的咀嚼，缩连接缝隙，独特的抛光圈设计及SLA表处理技术，使种植体能快速、效，安全达到结合的效果，更好满临床及患者需求。爱因斯医疗研发的iEZ种植导板，能够适应各种品牌种植系统，数字导板系统具有明显的简洁效优势，极提种植准确率，可有效解决种植临床的主要痛点，如种植位置差异及不精准，导致量周炎症等。爱因斯医疗在中国与台湾地区拥有两个，房积约6000平、员100左右。爱因斯医疗及其获得NMPA、FDA、CE等多项认证，独拥有30余项专利技术，并获得科技型中企业称号、科技厅“科技助经济2020”重点单位、新技术企业、苏州市姑苏领军才创业企业等荣誉。减少种植并发症简单精准种流程简化种植附件设计爱因斯医疗董事、总裁雅成企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构124奥精医疗科技股份有限公司微信公众号维码2004年北京再医学材料产制造商500 奥精医疗是家专注于端再医学材料及植类医疗器械的技术研发、端制造、市场推的国家级专精特新“巨”企业，前已在腔领域布局仿修复材料、引导组织再膜、软组织修复材料、创敷料等系列物材料产品，服务国内医院700余家。2021年，奥精医疗于科创板成功上市。奥精医疗建了以临床需求为导向、以主研发为主导、产学医相结合的研发体系，已组建具备物医学、新材料、医疗器械等多领域复合型端才的研发团队，其中具有级职称者6名，拥有硕及以上学位者10余名，拥有丰富的研发经验和较强的创新能。奥精医疗拥有胶原及其复合/衍材料的系列核专利技术，产品在仿成分和机构、可降解吸收、组织修复效果、低免疫原性等的综合性能较同类产品具有显著优势。修复吸收材料组织再膜奥精医疗副总经理 仇志烨企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构125陕西佰傲再医学有限公司微信公众号维码2011年11西安www.bio-修复材料产制造商3000 佰傲再医学是专注于再医学III类医疗器械研发与产业化的科技创新公司。佰傲再核团队是国内较早开展再医学研究的团队，创造了三项世界级科研成果，并两次获评为中国医药物技术进展，曾获国家科技进步等奖 1 项、省部级等奖4项，参与制定中国医药业标准3项、陕西省地标准2项，承担了5项国家重点研发计划项，是我国再医学创新研发的先驱者。佰傲再已率先推动再医学产业化，共获批医疗器械注册证22项（其中III类医疗器械5项），2023年起预计每年可获批三类医疗器械注册证2-3个，具备强的研发创新与产业转化能。佰傲再医学是国家专精特新巨企业、国家知识产权优势企业、陕西省医疗器械协会会单位、陕西省智能制造范基地，现拥有产业化场地13万余平，研发和产业化仪器设备完善，已成为我国再医学产业化的引领者。填充材料可吸收物膜含玻尿酸的再材料佰傲再席战略顾问 岩企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构126成都施美医疗科技股份有限公司2013年12成都义材料产制造商（法统计）“施美”品牌创于2013年，总部位于成都天府国际物城，公司是以数字化腔修复与种植体系统双核并驾驱的端医疗器械企业，在腔修复领域具有较的影响和知名度。“创造优质产品，服务腔健康”，经过施美的不断努和创新，已陆续推出腔修复材料、数字化设备等多个具有国际竞争的优质产品；取得了国家科技成果登记2项、四川省科技成果登记2项，四川省科技进步三等奖1项；授权美国发明专利1项，国际PCT4项，中国发明专利34项，并先后获得欧盟CE、中国NMPA、美国FDA等多项国际权威认证。经过余年的潜经营，施美产品已覆盖全球70多个国家和地区，优质的产品和服务得到了海内外客的泛好评。施美以创新智造，助腔业数字化发展，让科技缔造美丽笑容，让中国品牌服务世界，将创新融基因，希望通过不断努，能成为受尊敬的族品牌和全球领先的数字化腔解决案供应商。全位腔解决案技术智造和赋能腔制造业数字化施美董事 鄢新章企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构127深圳市倍康美医疗电商务有限公司微信公众号维码2015年12深圳正畸材料产制造商2,000 倍康美肩负“科技让活更美好”的使命，坚守“责任、卓越、正直、创新、激情”的价值观，开创数字正畸和数字种植两个性化产品中，构建集种植、正畸两学科为体的数字科智能云平台，主研发成功业云端三维医疗软件。倍康美研发的奥世美数字正畸是数字化固定正畸系统，通过数字化的个性化服务以及AI诊断帮助医更精确、更快速的开展正畸治疗，其应的3D可视化案也有利医患沟通以及治疗案实现。倍康美研发的速植美3D种植动态模拟系统，基于CBCT数据转换成三维体可编辑影像，结合内表数据的匹配，通过计算机辅助设计，从实现对患者的全位的术前数据分析，最终获取可以于临床术的装置，结合倍康美主研发的e云系统&临床软件，实现临床医主修改和确认案。云印美数字腔4D椅旁打印智能系统，结合系统软件、硬件和材料给诊提供数字种植、正畸椅旁打印综合解决案。数字固定正畸数字精准种植数字椅旁打印系统倍康美创始 康璇企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构128博纳格科技（北京）有限公司微信公众号维码2014年2北京修复材料产制造商6000 博纳格2014年成于北京，专注于腔组织再材料领域，是家从事腔组织再材料研发、产和销售的国家新技术企业，率先在腔领域推使博纳塞胶原蛋海绵，于解决软组织再和拔并发症，并引领业发展。博纳格围绕腔治疗提供完整的闭环产品链条，包含软组织修复材料、硬组织修复材料、创管理案、种植案及腔常护理等系列产品。现有销售和布局的产品涵盖了软、硬组织修复和再材料如胶原、粉、膜，创管理分材料产品创贴和周塞治剂。公司直接销售渠道涵盖6000多家腔医疗机构，覆盖全国超过30%的腔医疗机构（含经销商渠道），其中软组织材料销售额超市场总份额的80%以上。腔创管理腔颌修复腔组织再博纳格创始兼总经理 陈辉企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构129江苏岱洛医疗科技有限公司微信公众号维码2004年苏州腔医疗设备1,000,000 岱洛医疗2004年成于上海，是家专注于腔和医疗健康领域产品研发产的科技企业，拥有6项发明专利和50余项设计专利，科研团队核成员经验丰富并多次发表科研论。2011年，岱洛医疗在江苏昆投资数亿元建造了总部占地30000平的现代化企业总部。迄今为，岱洛医疗产品远销100多个国家，与400多家经销商合作，服务超过100万个全球客。岱洛医疗获得省专精特新、苏州巨等荣誉称号，公司通过ISO13485、ISO9001体系认证，产品通过FDA、CE、ETL等国际认证。岱洛医疗在腔医疗设备领域已逐步形成完整的产品线，包括腔数字设备系列、腔影像设备系列、腔机房设备系列和腔感控系列。其中产品主线为DYNAMIC（岱洛）感控和数字影像设备，圣、翔创品牌品牌整体机房设备；岱镁品牌制氧机；赛嘉品牌压缩机；洁度仕品牌感控类产品以及萌客型腔诊所等。腔整体机房腔感控腔数字化影像设备岱洛医疗董事 刘武东企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构130北京东博科机有限公司微信公众号维码2015年12北京www.bj-科机线200东博腔是家集研发、产和销售于体，持续专注于腔器械、设备和耗材主创新的公司。公司产品已通过ISO13485质量认证，并同步获取美国FDA认证和欧盟CE认证，其在技术创新、产品研发、前沿攻关等的“硬核”实得到了国内外认可。前,东博腔已成功研制46款“零回吸科速机”产品，可满临床多样化的诊疗需求，产品核技术取得了16项国内专利和1项美国专利。凭借多年的技术沉淀和对临床作挑战的深刻洞察，东博腔接式孵化了“科微动系统”，它是继“零回吸科速机”之后能够扭转临床困境的作，者的结合实现了100%菌化腔治疗，系统性解决了回吸交叉感染和路污染控制的难题，填补了国际和国内市场空。东博腔不断追求卓越，与国内顶级腔专业机构联合打造了“回吸腔治疗术”创新医疗技术服务项，开创了腔领域医融合、深合作的先河，架起了产品研发与贴合临床应的桥梁，充分体现了东博腔的专业价值和社会价值。科速机菌腔微动系统乳预成冠东博腔总经理 胡企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构131峰医疗器械（锡）有限公司微信公众号维码2018年7锡腔种植10000 峰医疗是家专注于医疗器械研发、产和销售的公司，着重研发及制造腔数字设备、腔影像设备、腔机房设备以及腔感控设备等。峰医疗拥有CE/FDA/ISO/本药械准证和医疗器械产许可证/产品注册证。峰医疗已建种植解决案及设计和提供植产品，注重国际端设备投。峰医疗前累计投近2亿元，其中包括购17套瑞精密六轴联动数控磨床、15套瑞精密六轴铣-复合作站、37套瑞精密铣-复合削中及本和韩国设备共计113套。峰医疗利上述精密设备形成了100万套种中体、个性化基台、个性化基台冠桥及其他专业设备。峰医疗获得程技术研究中，核技术拥有发明专利8项、实新型专利51项、PCT欧盟专利2项，PCT美国专利1项，制定团体标准3个、企业标准12个，获得国内张三类注册证：个性化匹配式基台及螺钉、个性化基台冠桥注册证，拥有三类医疗器械注册证8个，类医疗器械注册证3个，类医疗器械备案证23个。质量植服务精细化腔器械产业链腔医疗案数字化企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任峰医疗总经理 俊企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构132企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任北京缔佳医疗器械有限公司微信公众号维码2015年北京正畸材料产制造商25000 美刻由来清华学和北腔医院的团队联合创，是家全产业链隐形矫治产品及解决案提供商。美刻主研发动化产线，产团队近200，四地共8000平有产基地，分别位于北京顺义、北京亦庄、安徽合肥、安徽芜湖。美刻1.0时代以下沉市场为起点，先后推出美刻1.0、美刻alpha、美刻师版等产品，以匹配不同层级客的付能，并不断拓展出如亦系列、童系列、消费系列等产品，逐步进军线城市及海外市场，迈美刻2.0时代。美刻3.0时代，持续产品升级以及研发更多创新产品完成腔全产业链市场布局，打造销售销售平台型企业。2021年，美刻宣布完成数亿元B轮融资，由拾资本领投，钧投资、苏州基跟投。3D打印种植体导板TPU隐形矫治器分多层膜美刻创始 雷企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构133州欧欧医疗科技有限责任公司2015年8东正畸材料产制造商20000 欧欧医疗，2015年成，是家腔医疗器械业创新型科技企业，致于医疗器械技术的创式创新。2018年，创始吉利博研发的球形托槽在美国正式发布，轰动全球正畸业，开创舒适化正畸先河。2022年，公司在州埔开发区已拥有四个产制造基地，深耕精密制造；设东省营科协会范基地作为欧欧腔临床研发中，输出业标准与专业才。短短年内，产品销售辐射全国，销往海外30多个国家。前，公司拥有国内外知识产权近300项，与国内外知名院校展开多项科研合作，发展势头迅猛，未来可期。欧欧医疗秉承着“破矩成圆，智圆成”的宗旨，从正畸托槽开始进创新、研发，把传统的形托槽结构改造成圆形，突破精密制造难关，以最简捷的式呈现出质量舒适度的正畸体验。其中具有代表性的产品系列包括O-Brace球锁托槽、5S球锁托槽及O-Eyes锁托槽。球形托槽5S球形托槽舒适化正畸欧欧医疗董事、总经理吉利企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构134浙江普特医疗器械股份有限公司微信公众号维码2007年7湖州腔正畸材料产制造商10,000 普特医疗成于2007年，是家专业从事腔正畸材料研发、产与销售的新技术企业，通过为全球腔医提供和谐、稳定、美学的正畸产品和数字化解决案，助品牌竞争的提升，实现让类的微笑更加灿烂的美好愿景！普特医疗主要产品包括正畸托槽、正畸抗钉、正畸辅助装置及具等，主要应于少年及成错颌畸形的矫正治疗，以恢复患者正常咀嚼及颌肌平衡，提升患者部美观，改善周组织环境，从达到理想的颌部健康功能状态。锁托槽正畸抗钉普特数字化精准矫正系统普特医疗董事 王健均企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构135州瑞通物科技有限公司微信公众号维码2010年4州正畸材料产制造商2000 瑞通物是家专业从事腔正畸物材料研制开发和产销售的新科技企业。瑞通物始终将破格与创造、专注与坚持铭刻于企业发展的路标之上，专注尖端腔数字化领域，助业标准化、科学化、数字化，塑造智能智造的族品牌。2020年，瑞通物完成数千万元B 轮融资。瑞通物拥有以正畸泰林久祥教授为的顶尖医学专家团队，并已获得50多项专利技术，涵盖个性化侧矫治器、个性化侧锁矫治器、定制式透明矫治器、唇侧定位系统、数字化椅旁系统等数字化矫治技术和3D打印技术产品，累积数万例数字化案设计经验，与全国2000多家腔诊和医院建了期稳固的合作关系。依靠旗下满美观需求的侧矫治器、免去繁杂钢丝结扎的侧锁托槽、经由3D打印制造的精度定制式矫治器等特产品，瑞通物得以多元化腔应场景，打造个性化智能腔态链。个性化侧托槽个性化侧锁托槽定制式矫治器瑞通物创始、总经理王红卫企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构138企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任优你造科技（北京）有限公司微信公众号维码2015年3北京腔3D打印企业1,000 优你造科技是家专注于3D打印机与科树脂耗材研发、产、销售的科技企业。优你造科技拥有光固化3D打印多项核专利技术，掌握效图形图像学、科AI关键算法，研制产出超速、精度的科3D打印机，主研发覆盖科正畸、种植、修复三体系余种应的树脂耗材，为腔业提供包含光固化3D打印设备及树脂耗材在内的全位解决案。2017年，优你造科技完成由德联资本领投的4500万元A轮融资。优你造科技设在北京的研发中聚集了批来清华学、北京理学、中科院、华为、等著名校、科研机构和企业的研发精英20余，涵盖材料、机械、电、嵌式、软件算法等多学科领域，今已拥有10年光固化3D打印系統和树脂的研发经验。前优你造科技产品远销美国、德国等欧美发达国家和地区，服务数以万计的科诊所与技。光固化3D打印机光敏树脂耗材软件算法优你造科技CEO 朱荣付企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构139天津正丽科技有限公司微信公众号维码2014年9天津正畸材料产制造商（尚统计）正丽科技是具有主知识产权，并构建完整隐形正畸产能的国产正畸品牌之。依托主开发的物学平台，正丽科技从材料、结构、塑性、弹性对矫治过程的学表现建了完整测量分析体系，并加持软件研发、产制造、医学设计，形成了独有的技术壁垒。2021年，正丽科技获得了由海峡私募基、本草资本、爱博医疗及其合作基爱博清联合领投的超亿元Pre-C轮融资。依靠具备丰富多终端腔数字化软件开发与管理经验的研发团队，正丽科技根据案例积累和200 医学规则，主开发以OrthoPlus为核的病例设计系统，能够提供动切、排及CRM平台，进基于深度学习，智能分析医设计偏好等独创算法，满医病例管理、案修改、设计师交互等核需求。除魔丽之外，正丽科技与国际友商合作开发了达到国际流产品性能指标的瑞速，并升级打造能加快移动速度确保矫治体验舒适的荣耀版双膜矫正产品，竭提升的产品体验。隐形矫正专聚合物材料性价的矫治案矫治器龈设计正丽董事 凌保国企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构140正雅科科技（上海）有限公司微信公众号维码2004年10上海正畸材料产制造商54,000 作为腔医疗机械研发和产领域具有创新性和成性的新技术企业之，正雅科将3D打印技术与临床医学、材料科学、物学、数据等技术结合，专注探索数字化隐形正畸技术的限可能，持续创新有中国特的隐形正畸技术，致于将前沿的隐形正畸科技带给。正雅科始终坚持经由主研发打造技术优势，在嘉兴科技城和中国“”资阳分别建有研发基地和智能产基地，前全球员已逾两千，其中包括就职于正雅中国隐形矫治临床医学部、由专业正畸博领衔数百医学团队。2022年，正雅完成5亿元D轮融资，并将持续深耕推动数字化正畸产业布局。正雅科打造差异化的产品，包括正雅与沈刚正畸团队围绕颌位重建技术研发的GS产系，服务于童及少年列发育全周期管理的早期矫正版、针对发育期错颌畸形问题的咬合诱导版、融合先进正畸理念和多学科前沿技术的Smartee航天版等，为正畸提供全年龄段的正畸矫治管理。全年龄段覆盖特案效治疗正雅科创始兼董事姚峻峰企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。尖端腔产业制造奖创时间注册地公司址细分领域服务腔机构数量公司介绍产品特推荐机构141企业规模技术研发产品策略市场拓展社会责任东中科安物科技有限公司微信公众号维码2015年2佛/ 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构143成都字节流科技有限公司微信公众号维码2017年7成都 莫沙企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构144珠海爱创医疗科技有限公司微信公众号维码2016年6珠海市Aicreate-医疗器械20000爱创医疗成于2016年，其创始团队来于纳斯达克芯上市公司，成以来，直专注医疗图像及AI图像识别技术的研发，通过医疗图像的迭代升级，为全腔健康不断赋能。爱创医疗在医疗图像及AI技术领域，前拥有近30项产品专利。于2017年2份，取得类医疗器械资格认证，并于2018年通过了ISO13485医疗质量体系认证。同年被被授予为国家新技术企业。爱创医疗主研发的第代云智能腔内窥镜及局域版本内窥镜获得国家新技术产品认定。通过主研发和产的式进产业化落地，在上游全志科技、海思，豪威科技，奇景光电等业头公司深度绑定供应链合作。爱创医疗前的临床系列腔内窥镜通过数百家代理商经销商的深度合作，销到了全国上万家科医院，科诊所等。同时，在外贸，爱创医疗积极开拓科周边设备的全球营销络，前的产品已经销到了东南亚，中东，南美，欧洲，洲等世界各地的科诊疗机构。AI图像识别腔AI镜腔健康平台爱创医疗总经理 李永斌企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构145北京冈医疗科技有限公司微信公众号维码2009年12北京http:/腔预防700 北京冈医疗科技有限公司是家专注于病防治技术及相关产品的研发、产和销售的新技术企业。北京冈医疗致于打造病防治作领域内集技术、产品、信息、培训等服务于体的全位服务平台。北京冈医疗团队主研发产的基于Cariostat龋易感性检测技术的龋态检测试剂是国内第款以腔微物的代谢为指标的龋易感性检测试剂，成功填补了国内同类产品的市场空。北京冈医疗的核技术有：1.ph值显技术：根据培养液中ph值的变化呈现颜变化分不同的等级。2.龋病险个性化评估技术：系统根据患者的体情况进评估参数设定，让对患者的基本资料和情况具有综合性的管理。3.龋病靶向预技术：通过患龋险个性化评估技术查出患龋的根源，研发靶向预管理案实施。龋易感性检测龋病险个性化评估龋病靶向预北京冈医疗执董事 灿湖企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构146挑（杭州）医疗科技有限公司微信公众号维码2021年12杭州beyke-腔医疗AI企业8壳思致于AI让美向以治疗标为导向的腔品类转变，探寻美参数和结果之间的量化控制体系，使最终的美治疗结果可预估。在技术上，壳思独家创研了三核科技产品体系，涵盖Beyke Whitening再矿化美凝胶、Beyke ScanBox腔扫描盒、Beyke Monitoring医患远程内影像复诊系统，开创了医监控下居家美的先河。治疗期间，壳AI监测系统算法可以使超过项腔评估标准帮助患者和医评估腔卫，并提供完整的AI报告，内含疾病检测、治疗流程、注意事项、预防措施等建议，不仅关注患者的美观，同时帮助患者关注的健康。未来，壳思将更深地参与到AI和数据对腔医学领域的变浪潮中去，帮助医提供诊疗效率、全推AI在腔评估、科普领域的应，将美和腔健康相结合，帮助更多拥有亮、健康的笑容。居家美凝胶标准化光源扫描盒数字化远程监测壳思CEO 李宇企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构147苏州博理新材料科技有限公司微信公众号维码2017年2苏州腔3D打印企业100 博理科技是家全产业链的超速3D打印新技术企业，主营材料研发、设备制造、软件动化和产服务，致于“建设世界智能云”，是分材料超速3D打印智能制造企业。博理科技与信部业化发展中增材制造（3D打印）研究院共同成了3D打印新材料研究所，聚集了强的研发能。博理科技向义加、腔医院、腔诊所、实验室等机构，创新研发TAPS400速光固化3D打印机，是种幅、速度、低成本的产隐形正畸模的产解决案，可于制作模、铸造冠、临时冠、种植导板、矫治器和腔种植体等产品。分材料3D打印HALS技术建智能博理科技创始兼董事王斌企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构148苏州迪凯尔医疗科技有限公司微信公众号维码2010年11苏州腔种植术导航/机器300迪凯尔医疗成于2010年，是家专业从事腔医疗领域内计算机软硬件、术导航设备、术机器及相关产品的研发与销售的新技术企业。迪凯尔医疗拥有腔医学、光学定位、图形图像处理、络云技术等领域精尖才团队，致于腔医疗领域内相关软、硬件产品的研发和设计。迪凯尔医疗耗时6年时间主研发了全国台腔种植术导航系统，并于2016年12获得该领域国内张三类医疗器械注册证，使导航在腔种植领域实现零突破，对该业的数字化应提升具有重要意义。2022年12，迪凯尔医疗主研发完成了导航系统核零部件导航仪，这是国内唯个能替代进导航仪的重要核装备，填补了光学导航仪及其配套器械的空。迪凯尔医疗研发的教学系统、种植导航、种植机器、体髓导航等四产品系列，为腔医学院、公医院、营诊所等腔领域各类客提供全位的AI数字化精准效的解决案。迪凯尔医疗创始 陈云企业实产品体系核技术团队结构社会责任腔种植术导航/机器系统腔技能训练及实时评估系统体髓术导航系统企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构149合肥登特菲医疗设备有限公司微信公众号维码2019年5合肥https:/ 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构150西安知北信息技术有限公司微信公众号维码2014年5西安腔SaaS平台企业5,000 EZ智慧腔云是家致于腔数字化应，及信息化系统研发的技术企业。EZ智慧腔云在国内打造了腔数字化美学设计、加的完整应案和培训体系。EZ智慧腔云通过智能核技术，将智能硬件 SaaS应 影像数据智能分析具，应在诊患者病例影像采集、术案分析设计、值耗订单云及3D智造领域。满腔医院诊的常数字化管理及精准诊疗需求，同时将系统中海量精准定制式值耗订单数据，智能化转换为可直接打印或切削的值耗产品，幅提升科疾病诊治率。EZ智慧腔云的腔数字化美学品牌“EZ美学”系列产品，可实现“医患沟通-数据采集-美学分析、设计、案制定、义加、订单跟踪服务、艺流程质量监控”的全程数字化应。腔智慧诊疗系统腔智慧诊室系统DSD美设计系统EZ智慧腔云 总经理 杨眉企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构151杭州然科技有限公司微信公众号维码2013年4杭州腔数字化解决案企业52杭州然科技有限公司成于2013年4，是杭州新区（滨江）政府“5050计划”重点发展项，是全球领先的完全数字化腔修复解决案供应商。然科技多年致于腔材料的研发和创新的制作艺，以满医患需求为导向，依靠持续创新，将智能制造、云平台、物联等先进技术度协同，向全球中端腔医疗机构，提供以材料创新为核的完全数字化腔修复解决案。2015年第代瑞典瓷发明Matts博在斯德哥尔摩学的阿纽斯实验室中，与然科技创始沈志坚教授共同成功研发出了新代瑞典瓷“釉锆”。“釉锆”源瑞典技术研发，作为然科技的产品之，其材料的独特性和加法的创新性，前为全球独的产品。智能制造数字化修复案互联云平台然科技创始 沈志坚企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构154成都华美科连锁管理股份有限公司微信公众号维码1996年1成都http:/医疗服务、系统软件、数字化具研究46成都华美科连锁管理股份有限公司成于1996年，是家集腔医疗服务、义加产、腔器材贸易和科咨询管理投资为体的股份有限公司。华美科为腔健康提供科学的整体解决案，致于打造“我家的科医”。华美科定位于DSO的模式，于腔医疗态，致于打造科产业“路由器”，通过建系统、造具、产的流程，依靠数字化转型实现科医疗标准化的贯策执。前端SCRM具快速促达，实现店管理简单化，切实把店做轻；涉及医疗质量管控、才管理、病例会诊等基于云端SAAS基础，通过络协同和数据智能有效提升效率，业财体化实现内部核算与激励的及时性，连锁管理采强中台战略实现效对接；总部集成各种AI具和资源，共享给各态单元，充分赋能上下游。前拥有40余家临床腔医疗服务机构，1个义加，1家腔器材贸易公司，2家科技公司，成为西南家新三板上市科企业。腔医疗服务科咨询管理义、腔器材华美科创始CEO 荣根企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 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励医疗作为家新型的B2B科站式采购平台，致于向以营腔诊所提供品类全且物美价廉的腔耗材、医疗器械、科信息服务。2022年，励医疗科技完成由今翊资本领投超6000万美元新轮融资。励医疗与上游产品端400余个品牌建合作关系，涵盖髓、根、美、种植等众多品类，还在下游客端拓展出数万家诊所，实现从全国腔连锁、区域腔连锁、腔诊部、单体腔诊所的各层级客全覆盖。励医疗总结为20000 医疗机构服务的经验，于2022年推出将B2B商城与企业SAAS相结合的服务模式，以成熟且经受验证的模块化数据中台为抓，进为腔医疗机构提供专注腔耗材的供应链仓配服务整合案、效的营运具、丰富的定制化服务。B2B商城SAAS平台模块化数据中台励医疗CEO 张汉仁企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构158上海领健信息技术有限公司微信公众号维码2015年5上海腔数字化解决案40,000 领健Linkedcare是领先的腔数字化平台，成于2015年，总部位于上海，并在全国设了20余家分机构，拥有100项软件著作权、91项注册商标、35项发明专利，致为腔诊所、医美机构等消费医疗企业提供经营管理体化解决案。领健拥有ISO/IEC27001国内国际双认证、公安部等保三级认证及信部通保三级认证，全赋能消费医疗机构的数字化经营，助机构完成开源、避险、节流、增效的健康经营闭环。领健创新SaaS X模式，旗下拥有e看软件、e看商城、领健悦等品牌。e看软件为腔机构提供单店/连锁管理、电病历、客关系管理、进销存管理、智能营销、BI商业智能分析、影像集成等覆盖腔机构业务全流程的SaaS软件服务；e看商城链接产业链上游1000 国内外知名耗材品牌，严选近2万 耗材商品，为腔机构提供站式耗材采购服务；领健悦以“精确诊断精准正畸精准监控”为理念，是新代隐形正畸解决案服务商，现已推出悦成矫治、悦芽童早期矫治等多个产品系列。SaaS X模式数字化营销AI智能领健和悦创始兼CEO 吴志家企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构159北京凤呈祥医院管理有限公司微信公众号维码2016年3北京www.lfcx- 腔3D打印企业400北京凤呈祥医院管理有限公司成于2016年，是家以北京为战略中、东为运营中向国内各省市辐射、推动数字化腔增材制造应场景，实现以“极数增材”、“极数腔”科技与医疗应的品牌，致于实现医疗应场景以腔为代表的医疗标准化、医疗护理标准化、医疗管理标准化、技产光固化艺标准化，医团临床操作标准化。北京凤呈祥医院管理有限公司提出并运营的数字化腔全栈案，解决腔增材制造全产业态：上游就医后以公司核研发：分材料（值耗材）打印应为中的整体案输出；中游数字化病例档案分析影像库、健康档案库形成基础数据源，为未来形成独系统开发做好基础IE；下游应产实现前店后场景销售。最终实现客体验应快、体感创或微创医疗、整体标准化增材流程的闭环；实现TOB降本增效、TOC家庭为单位的锁客限复购；完成销售复利全命周期、可以普惠且有趣的场景体验。数字化全栈式解决案3D打印光固化新材料数字化、标准制定单位北京凤呈祥CEO 李雁企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构160宁波频泰光电科技有限公司微信公众号维码2015年1宁波腔数字化解决案企业80,000频泰科技成于2015年，政总部位于浙江宁波，研发和运营基地位于四川成都，产制造基地位于四川资阳“中国”，总积达9000，现有员数量230，是腔数字化医疗设备领域的新技术企业。频泰科技致于三维成像技术研究与应，研发领域涵盖了光学、机械、电、算法、软件、材料等六学科领域，前已获得了40项以上国内外专利授权。频泰科技核成员来中国科学院、电科技学、哈尔滨业学等国内知名研究院所和校，以客需求为中，在业内始终保持技术领先优势，推出的腔数字印模仪获得了国内外客的认可。本着“技术领先、服务流”的理念，频泰科技将深耕数字化腔医疗设备领域，致于为国内外腔医院、诊所、技所提供完整的腔数字化解决案。频泰科技率先实现了凝视凝视型3D扫描技术的商业化运，全主研发了PANDA系列腔数字印模仪。3D凝视型扫描技术腔数字化态圈腔医技学术平台频泰科技公司董事 敖明武企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构161上海普利三维科技有限公司微信公众号维码2005年4上海3D打印机、隐形正畸切割机、隐形正畸膜100 普利成于2005年，是家专业从事3D打印相关技术研发的新技术企业，旗下拥有多款应于多个领域的3D打印设备，以及多款联合德国化业巨头、德国巴斯夫（BASF）共同研发的定制树脂材料，公司整合研发、销售和服务，产品销世界50多个国家和地区。普利主要从事速光固化（SMS）3D打印机的研发、产、销售及服务，公司技术研发员占近60%。2013年开始，普利利其在感光技术上的积累，以及批量产的经验，跨界转型，成功开发了其原创的MFP光固化3D打印技术，并在此基础上研发出锐打系列3D快速成型系统，以及配套光固化树脂材料。作为家以技术为驱动的3D打印公司，普利在近年的时间，凭借量攻克了众多技术难题，前已获得70多项专利技术，为国内的3D打印科技发展做出了重贡献。针对正畸服务商的痛点与需求，普利打造了标杆解决案：云端抓取模型-动排版、动回收模、超效率批量后处理系统，可实现24时不间断产，降低了合作客的产成本，缩短了产周期。3D打印隐形正畸光敏树脂材料上海普利董事兼CEO侯锋企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构162澜健康科技杭州有限公司微信公众号维码2019年9杭州腔数字化120澜健康创于2019年，通过主研发的数字化患者管理和智慧化诊管理系统，实现患者和诊的数字化运营，解决诊所经营中与患者沟通不及时的问题。截前，澜健康已累计合作上百家企业及医疗机构，拥有上百万的患者数据。澜健康旗下聚医致拥有e通诊管理系统，可实现诊营销拓客、经营管理体化运营，并且覆盖整个诊疗过程。e通协助医疗机构数字化诊管理的同时可实现实时电病例、图形化位图、总览和细分多维度数据报表、分析财务和库存报表。澜健康的软件系统可以有效收集与患者的沟通数据，并通过然语识别等功能分析沟通中患者的需求，从更新患者信息，能更贴近患者的需求和当前情况进沟通，避免出现沟通中的信息不对称。因此，澜健康可接收并整合最及时的患者数据，在消费医疗场景下，拥有即时的患者数据不仅具有随访功能，还具有次开发和更的未来附加值，提数字化医疗案执的效率。数字化患者信息管理智慧化诊管理诊数字化运营澜健康创始 吴海林企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构163北京瑞医博科技有限公司微信公众号维码2021年1北京腔术机器150瑞医博腔术机器（称：腔种植术导航定位设备），基于柏惠维康多年的医疗器械研发经验、技术储备基础上主研发，于2021年4取得国内款腔术机器NMPA注册证，填补了腔术机器领域的国内空。该产品借助主研发的软件和算法、独的光学跟踪导航系统、动识别的创标志物及“脑”“眼”“”完美配合，辅助临床医微创、精准、效、安全地完成腔种植术，精度误差控制在1和0.5mm以内，可泛应于全列单颗及多颗种植、即刻种植、即刻修复、全颌种植、根尖术、正畸抗钉植、埋伏拔除等术式。通过机器辅助术能够提专家术效率，缩短年轻医练习期学习曲线，降低术对医临床经验的依赖度，同时持远程术，助优质医疗资源充分下沉。获批以来，产品已陆续在全国24个省、直辖市内近150家公医院成功实施近2000例种植术，产品的安全性和精准性得到验证。神经外科术智慧案腔术机器术机器产瑞医博CEO 聂智企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构164重庆塞领科技有限公司微信公众号维码2018年3重庆 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构165常州赛乐医疗技术有限公司微信公众号维码2016年6常州腔医疗设备4,000 赛乐医疗专注科基础类、修复治疗类、科影像及光学类设备的研发制造，创品牌“颗Eighteeth”，产品涵盖根管达、根尖定位仪、根管荡洗器、热胶充填系统、超声洁机、内X光成像系统、数字化内3D扫描仪、医放镜、痛腔醉助推仪等余款专业设备，产品销售覆盖全球141个国家和地区。赛乐医疗已研发上市20余款系列产品，产品布局从根管治疗向腔影像、端光学设备、种植体等相关领域拓展。每年投约销售额的8%进新产品的研发和新技术的探索。公司创始核团队来国内外医疗头企业，研发实雄厚，独创了注胶感应加热、液压驱动醉助推等技术，累计申请145项专利，其中发明专利30余项，实新型专利70余项。国家专精特新巨企业潜在独兽企业累计申请专利145项赛乐医疗CEO陶欢企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构166上海惠蔻物科技有限公司微信公众号维码2018年1上海腔预防100 惠蔻物基于德国腔卫Oral hygienist体系，以“huggah呼嘎”为品牌，主研发配合正畸、种植、周等治疗的专业腔护理产品系列。前拥有7个系列60个SKU。产品从临床出发，注重效果评估，同时为专业机构提供向患者/针对性宣教的全套解决案。惠蔻物拥有主配、结构开发、包装设计完整的产品研发能，整合腔临床医学、专业清洁、以及消费品业洞察的综合优势，历时4年开发了涵盖正畸、种植、周、护多系列产品。为诊所和医疗机构深度赋能预防学科体系、产品、活动全链路解决案，前为国内多家腔医疗机构提供服务。呼嘎是丹语“幸福”的意思。希望有呼嘎陪伴的每个清晨与暮，都能让感受到幸福。ENJOYTheMoment主配结构开发多场景腔护理上海惠蔻 CEO陈慧企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构167上海微云实业集团有限公司微信公众号维码2018年12上海智能、机器、腔医疗、材料学100,000 上海微云实业集团是家以智能和机器、机器视觉为技术硬核的国际业AI集团公司，通过构建基于边缘计算、云端服务、的业互联态络形成闭环。前微云在医疗业真正实现了AI 应实景落地，已经智能化、化的微级交付履约上千种SKU，实现精度、效益、规模智慧产业创新。微云旗下国际隐形正畸品牌AI SMILE象以智能和机器、机器视觉为技术核，经过不断探索与尝试，将业AI、腔数据和智能系统相结合，依托化的AI智能，实现化产交付并研发出具有强韧分链结构、佩戴更舒适的隐形正畸产品。前已覆盖20,000 家诊所络以及5,000,000 C端，全球累计完成100,000 例级病例交付。值得提的是，作为业AI的先驱，腔医疗业新标准的倡导者，由微云主研发的AI SMILE S4扫仪凭借流线型的简约设计以及精准效的数据采集，在众多产品中脱颖出，举斩获德国红点奖，并获得美国FDA认证，引发国内外业的强烈关注。AI SMILE S4扫设备VENUS1.0AI正畸排系统AI SMILE 象隐形正畸套上海微云实业集团董事兼CEO 刘鹏企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构168深圳市深图医学影像设备有限公司微信公众号维码2009年6深圳腔影像产品80,000深图医学成于2009年，是家全球化专业医学影像设备制造新技术企业，也是国内主研发X线数字探测器和X线数字成像系统的企业之，同时也是完全实现数字化X光影像链核技术及整机技术的主可控，成为能够成熟掌握X光机各类核部件及整机研产技术的制造商之，并凭借多年技术积累成功开发多项领先的业技术。深图医学主要产品线覆盖普放影像、腔影像、移动医疗和动物影像四领域，包括具有主知识产权的数字化X线摄影系统系列、移动载DR系列、腔锥形束CT系列、AI宝、PACS及影像云平台等。深图已有多款数字化X射线摄影系统和腔CBCT选优秀国产医疗设备遴选录，前东省腔影像设备程技术研究中落深图。深图医学已在全国设三余个办事处，国际市场已覆盖北美、南美、洲、亚洲以及欧洲六多个国家，凭借多年深厚的业经验与技术积累成功打通全影像链核关键技术，并多次主持完成省市级多个重点科研项。医学影像设备制造X线数字探测器X线数字成像系统深图医学董事 王益企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构169深圳市艾科赛科技股份有限公司微信公众号维码2005年12深圳www.x-long.cc腔颅颌3D打印企业100 艾科赛成于2005年，拥有独主知识产权的组织器官解析与构建技术，以及体组织器官仿数据，拥有30多项发明专利，获得3D打印医疗器械团体标准先进起草单位，3D打印个性化缺损修复体技术与产品获得2021东省技术发明等奖。艾科赛基于主知识产权的组织器官解析与构建技术，建了骼修复重建的ME-Fab研究与转化平台，可持续进个性化骼缺损植物的研发与临床转化。建软组织再修复的ME-Regen研究与转化平台，利蛋程与组织程可持续进包括管、周围运动神经和肤的再产品转化。此外，艾科赛与清华学深圳研究院建了清华研究院-艾科赛联合研发中，并作为中学物医学程学院的实习基地，可为公司储备和培养才。3D打印医疗器械个性化骼植物再修复深圳艾科赛董事 赵企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构170深圳市云甲科技有限公司微信公众号维码2015年6深圳http:/腔数字化解决案企业40云甲科技是中国独主研发义计算机辅助设计软件的公司，公司创始今专注于科CAD/CAM软硬件全系统解决案的研发和制造，已获得多项发明专利和取得了技术突破。秉承创新服务和追求卓越的企业精神，云甲致于为中国乃全球腔市场提供品质的数字化解决案，助推动全球腔市场的数字化命，助全球腔医疗产业为患者提供更精准舒适的腔医疗服务。云甲科技为腔业提供内扫描仪、桌蓝光扫描仪、智能磨削机、湿切机、科烧结炉、设计软件和排版软件。从多年沉淀的软件和硬件研产销的基础上，为腔业提供两套全系统，数字化技系统和椅旁即刻修复系统。国内已经有300多家技间在使云甲数字化义修复系统，还有3所院校使云甲CAD/CAM系统建了腔医学技术教学实验室。海外如美国、意利、印度、韩国等全球100多家代理商在销售云甲CAD/CAM系统，全球超过3000个终端使。CAD/CAM系统数字化义修复系统品质数字化案云甲科技董事兼总经理 东斌企业实产品体系核技术团队结构社会责任企业维码 2023 毕威华振会计师事务所(特殊普通合伙)中国合伙制会计师事务所，毕威企业咨询(中国)有限公司 中国有限责任公司，毕威会计师事务所 澳特别政区合伙制事务所，及毕威会计师事务所 港特别政区合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司 毕威国际有限公司相关联的独成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。前沿腔科技企业奖创时间注册地公司址细分领域服务案例数量公司介绍技术特推荐机构171上海时代天使医疗器械有限公司微信公众号维码2011年9上海MOOELI腔数字化远程解决案提供商20,000 时代天使是家腔隐形技术，隐形矫治器产及销售的服务提供商。2003年以来

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重组XVII型胶原蛋白白皮书版权所有2023弗若斯特沙利文咨询（中国）江苏创健医疗科技股份有限公司胶原蛋白广泛存在于人体组织中,对维持组织结构和功能非常重要。其中XVII型胶原蛋白是连接细胞骨架和基底膜的关键成分,可维持皮肤完整性。近年来研究表明XVII型胶原蛋白不仅与皮肤疾病有关，还是调控多种干细胞的关键因子，与衰老表型如脱发、白发等有关；在皮肤创伤修复过程中，XVII型胶原蛋白通过影响干细胞的迁移、增殖和分化来发挥重要作用。随着合成生物学技术的发展，可以获得重组XVII型胶原蛋白，作为新型治疗用蛋白质和抗衰老原料，在皮肤修复、抗老化等领域展现出巨大的应用潜力。本白皮书从XVII型胶原蛋白的结构特点入手，介绍其氨基酸序列、三维结构、以及与其他蛋白质的相互作用。同时系统阐述了它与自身免疫性皮肤病、癌症的关系，以及在皮肤衰老、脱发、白发、创伤修复中的关键调节作用，并以重组XVII型胶原蛋白的设计与合成生产为例，阐述了利用合成生物学重组技术获得重组XVII型胶原蛋白的特点与优势，对其生物学活性进行了详细的评价，展望重组XVII型胶原蛋白的潜在应用价值。我们希望，本白皮书可以帮助读者更好地理解XVII型胶原蛋白的重要性和应用潜力，能为重组XVII型胶原蛋白的研究和应用提供有价值的参考，并为相关领域的研究人员和从业人员提供启示。编写顾问（以姓氏拼音首字母排序）赖维，李远宏，刘玮，马彦云，杨建中编写委员会江苏创健医疗科技股份有限公司（以姓氏拼音首字母排序）：储筠，邓汉卿，付生伟，凡孝菊，胡淑娴，纪白慧，李海航，李佳佳，潘立旭，石叶飞，王丽萍，翟源心弗若斯特沙利文（北京）咨询有限公司：毛化，李谦，汪鹏，王思懿联合发布单位江苏创健医疗科技股份有限公司弗若斯特沙利文（北京）咨询有限公司引言随着人民日益增长的对美好生活的需要，国内医疗美容以及功效性护肤市场正处于高速增长阶段，消费者对医疗美容及皮肤护理知识的需求日益增加，对生物医药领域的新材料及创新产品的需求同样也日益增多。在全球领先的合成生物学产业智造平台下，重组XVII型胶原蛋白这一调控多种干细胞的关键因子，由创健医疗在全球范围内首次自主研发成功，并实现了规模化生产，这将作为新型治疗用蛋白质和抗衰老原料，在皮肤修复、抗老化等领域展现出巨大的应用潜力。基于创健医疗的社会责任感、卓越的研发实力以及强大的专家资源，本白皮书希望可以帮助读者更好的理解XVII型胶原蛋白的重要性及应用潜力，并为相关领域研究人员提供其实和灵感，共同推动中国皮肤医学事业发展，共同打造中国皮肤医学美容新天地。贝泰妮集团副总裁 王飞飞“二十一世纪是生命科学的世纪“，这个提法，近5年来在合成生物学的基础研究进展及其产业化应用领域的迅猛发展方面，得到了淋漓尽致的体现。这说明，基于人类强大应用需求驱动的基础研究和应用研究领域，最容易实现原创性的科学发现和产业化应用突破。合成生物学可以通过基因工程技术，设计和构建新的生物合成途径，并通过高效的过程优化，以前人无法想象的模式，快速和高效地量产出高安全性、多功能性和质量稳定的新型天然生物材料。这类新材料的来源，从化学分子层面和生物基因维度都是高度可控的，新材料本身的生物活性及其功能的作用科学机制清晰、生物兼容性好，为产业下游的生物医疗、药物研发、护肤产品和洗护发领域终端产品的应用和产业化，创造出了无限广阔的应用想象空间。中国的重组XVII胶原蛋白技术，就是一个很好的例子。伽蓝（集团）股份有限公司研发中心总经理 邹岳NatureLab是一家以“赋能于人”为理念，通过产品和创意不断向世界提出新价值的企业。特别是在护发领域，作为业界的领导者，开发了适用广泛的护发、护肤商品和兼具功能性及高附加价值的多个品牌，从家庭用到专业用。通过研究，我们注意到XVII型胶原可以维持皮肤和毛囊干细胞再生。我们从 2010 年起将其应用于产品中。自2011年以来，学术界发表了大量关于XVII型胶原蛋白的研究论文，2016年我们发现胶原蛋白仿生肽和植物干细胞诱导产生XVII型胶原蛋白，已被证明可以抑制脱发并促进头发生长。我们将其应用于MARO这个面向男性的品牌，该品牌现已发展成为一个知名品牌。创健医疗重组XVII型胶原蛋白的发明是一个非常令人惊喜的成就。我们计划在现有研究成果的基础上，推进创健医疗重组XVII型胶原蛋白在产品中的应用开发。NatureLab研究开发部部长 Atsushi Takeoka序言世界胶原蛋白之父布兰特（JBrandt）博士曾说过：“人体衰老的过程就是胶原蛋白流失的过程。”就人体皮肤而言，作为细胞外基质的主要组分，胶原在真皮层中含量高达70%-80%，不仅在物理架构上为维持皮肤和肌肉的弹性作出了主要贡献，还进一步参与细胞通讯、信号传导等一系列细胞行为调控。到目前为止，胶原蛋白共发现了28种遗传学不同类型，以往业界的研究目光多集中于型和型纤维状胶原，而随着科研技术的发展、迭代和成熟，非纤维状的XVII型胶原在皮肤抗衰领域逐渐崭露头角，是一类具有广阔应用前景的活性分子。创健医疗作为该赛道中极具创新力的玩家，分别参与了中国YY/T 1849-2022重组胶原蛋白行业标准和YY/T 1888-2023重组人源化胶原蛋白行业标准的制定。同时，也是目前唯一实现XVII型重组胶原产业化的科技企业。无论是在促进细胞粘附、迁移、表皮修复方面，还是对头部毛发密度和生长速度的提升，创健重组XVII型胶原蛋白均呈现出了显著效果，是同类产品中的有力竞争者。以其优异的多重效能和良好的应用前景为诸多品牌提供了一个新的选择。上海澄穆化妆品有限公司总经理杨凯创健医疗与沙利文咨询联合发布重组XVII型胶原蛋白白皮书，旨在探索新材料在皮肤抗衰老及疾病等方面的独特优势及应用前景。XVII型胶原蛋白作为维持皮肤稳态抗衰老的关键因子，对表皮、毛囊、黑色素干细胞都有着重要作用，与皮肤和毛囊健康状态密不可分。该白皮书系统阐释了XVII型胶原蛋白的结构、功能、机理，以及重组XVII型胶原蛋白技术优势、作用价值和应用场景。可以预见，伴随XVII型胶原蛋白的深入研究与技术发展，尤其是创健医疗相关新产品的开发应用，将让更多的消费者受益，为市场的繁荣发展注入全新活力。大麦毛发医疗集团是国内在中高端毛发诊疗服务行业中的领先医疗集团，旗下大麦微针植发是一家专业治疗脱发的全国直营连锁医疗机构。多年来坚持医生创建,专注脱发诊疗及干预。我们深知头皮抗衰对于植发效果和毛发质量的重要性，因此我们非常关注创健医疗XVII型胶原蛋白的研究进展和应用成果。我们期待白皮书的发布能够唤起更多关注，我们也希望与创健医疗进行更深入的合作和交流，共同促进XVII型胶原蛋白在头皮护理领域的应用与创新，为造福社会贡献力量。大麦毛发医疗（深圳）集团股份有限公司序言皮肤科存在一种好发于老年人的自身免疫性大疱性疾病，即大疱性类天疱疮（bullous pemphigoid，BP），该病由针对两种半桥粒蛋白质BP180和BP230的自身抗体引起。其发病机制取决于易感因素之间的相互作用，临床上通常表现为严重的瘙痒和紧张性水疱，并伴有糜烂和结痂。BP 的发病率逐渐增加，并伴有高死亡率。XVII型胶原蛋白（CollagenXVII，也称为BP180）是表皮锚定复合物半桥粒（hemidesmosomes）的关键组成部分，其功能是维持表皮与基底膜的粘附。除了维持真皮-表皮连接的完整性外，有证据表明，XVII型胶原蛋白还参与跨膜信号转导和角化细胞分化的调节。XVII型胶原蛋白的遗传缺陷或缺失，导致人类表皮-真皮交界处疾病的发生，如大疱性类天疱疮、妊娠性类天疱疮、粘膜类天疱疮、线状IgA皮病、类天疱疮性扁平苔藓和结节性类天疱疮。重组XVII型胶原蛋白的研制与转化，为这类疾病提供了新的直接针对发病机制的治疗方案。基于重组XVII型胶原蛋白开展的单中心临床研究（ChiCTR2300070035）显示，局部应用XVII型胶原蛋白加速了BP的创面愈合，降低了继发感染风险，缩短了疗程，产生了令人鼓舞的治疗效果。常州市第一人民医院皮肤性病科主任医师 张汝芝目录第一章：胶原蛋白概述1.1 胶原蛋白的定义和功能091.1.1 胶原蛋白定义091.1.2 胶原蛋白功能101.2 胶原蛋白在人体中的分布111.3 胶原蛋白的结构121.4 胶原蛋白的类型13第二章：XVII型胶原蛋白简介2.1 XVII型胶原蛋白的发现和命名162.2 XVII型胶原蛋白的结构172.3 XVII型胶原蛋白的存在形态192.4 XVII型胶原蛋白的分布与功能202.5 XVII型胶原蛋白相互作用222.6 XVII型胶原蛋白与信号通路的联系232.6.1 TGF-232.6.2 Wnt232.6.3 STAT3232.6.4 Hippo232.6.5 Rac1和p38MAPK232.6.6 p5323第三章：XVII型胶原蛋白同健康与疾病之间的联系3.1 在自身免疫系统中的角色25目录3.1.1 XVII型胶原蛋白的表位（Epitope）图谱253.1.2 XVII型胶原蛋白与BP的病因263.2 XVII型胶原蛋白与癌症273.2.1 XVII型胶原蛋白与皮肤癌的关系273.2.2 XVII型胶原蛋白与其他癌症的关系293.3 XVII型胶原蛋白是维持皮肤稳态抗衰老的关键因子323.3.1 与毛囊干细胞（HFSC）和衰老脱发333.3.2 与黑色素细胞干细胞（MSC）和头发变白363.3.3 XVII型胶原蛋白与黑色素细胞干细胞（MSC）和头发变白373.4 XVII型胶原蛋白是伤口修复的调节因子403.4.1 伤口修复中的干细胞403.4.2 干细胞群体动力学413.4.3 干细胞迁移41第四章：重组XVII型胶原蛋白4.1 重组与动物源型胶原蛋白区别444.2 重组胶原蛋白符合可持续发展目标454.3 重组胶原蛋白的表达体系464.3.1 原核生物（大肠杆菌）表达体系474.3.2 酵母表达体系474.3.3 植物表达体系484.3.4 昆虫表达体系484.3.5 哺乳动物或人细胞表达体系484.4 重组胶原蛋白的优势494.5 重组胶原蛋白的行业标准50目录4.6 重组XVII型胶原蛋白的设计与生产514.6.1 重组人源化XVII型胶原蛋白514.6.2 真核微生物酵母表达体系514.6.3 序列设计与产品52第五章：重组XVII型胶原蛋白的生物功能性5.1 安全性555.2 细胞黏附活性575.3 促细胞迁移活性585.4 调节毛囊和皮肤细胞相关功能基因595.5 提升抗活性氧（ROS）能力625.6 防皱功效635.7 防脱发作用64第六章：重组XVII型胶原蛋白应用场景6.1 蛋白质替代疗法中的潜在应用676.2 在医药产品中的应用686.3 在护肤品中的应用706.4 在洗护发产品的应用71参考文献72法律声明83联系我们85XVII型胶原蛋白白皮书|2023第一章胶原蛋白概述011.1 胶原蛋白的定义和功能胶原蛋白（Collagen）是发现最早、含量最丰富的一类细胞外基质蛋白，在人与动物体的皮肤、肌肉、骨骼及内脏中广泛存在，不论是维护细胞、组织和器官的正常生理功能，还是修复损伤都有重要作用。胶原蛋白因其具有优异的理化性质、生物学功效性和生物相容性、可生物降解等特性，使其在食品、化妆品、营养保健等领域得到广泛应用。1.1.1 胶原蛋白定义1胶原蛋白的英文名是Collagen，也称胶原多肽（Collagen peptide）。胶原蛋白在以三股螺旋状态存在于机体组织时，通常被称为胶原，英文名即Collagen。胶原是细胞外基质的关键结构成分，存在于所有组织和器官内，包括皮肤、骨骼、肌腱、韧带、软骨和其他特定组织。胶原不但为组织提供强度、耐久性和柔韧性，还广泛参与特定的生物相互作用。在所有多细胞动物的细胞外基质中均发现了胶原的存在，包括海绵动物、无脊椎动物和脊椎动物。1956年Gross首先命名构建胶原纤维的蛋白质单体叫做原胶原（Tropocollagen），原胶原、胶原是胶原蛋白的天然存在形式，胶原是由胶原蛋白分子经过多级聚集而成的、具有特定结构的复杂化合物。胶原通常由3条胶原肽链组成，这些肽链被称为链，有些胶原分子中链是相同的；有的2条链相同而1条不同：有的3条链则各不相同。按照惯例，分子中的不同肽链被称为1链、2链和3链。如果属于不同类型的胶原，则在其后附带大写罗马数字，并用括号括起来。如I型胶原的1链称为1(I)，2链称为2(I)等。单一1种II型胶原被称为1()3，具有3条不同肽链的型胶原被称为1(M)2(M)3(M)。例如，I型胶原的2条不同肽链被称为1(I)22(I)。由此，对于胶原和胶原蛋白的定义则是：胶原是细胞外基质的结构蛋白，分子中至少应该有一个结构域或具有1个或几个由链组成的三螺旋结构的区域，即胶原结构域。每1条链即为1个胶原蛋白分子，胶原是由3条胶原蛋白分子以右手螺旋方式拧成的三螺旋结构。单个的I型胶原分子质量约为285000 Da，宽1.4 nm，长约300 nm。每条胶原蛋白分子质量在100000 Da左右。胶原的三螺旋结构模型2来源：文献检索9免疫原性低胶原结构重复率较高，相比于其他具有免疫原性的蛋白质，胶原免疫原性更低。因为胶原的主要免疫原性位点是在分子的C、N末端区域，该区域被称为端肽，由短的非螺旋氨基酸序列组成。在胶原提取过程中，端肽会被选择性水解或者去除而失去活性，仅在胶原分子的三股螺旋结构内保留一些微弱的免疫原性。可生物降解性胶原紧密的螺旋结构使得大多数蛋白酶只能切断胶原的侧链，破坏胶原分子之间的交联。胶原肽键只有在胶原酶作用下才会被破坏，人体内部组织中存在的胶原酶对促进胶原降解发挥很大作用。生物相容性胶原具有良好的亲和性，能够帮助细胞和组织维持正常的生理功能。同时，优良的亲和性有利于细胞外基质网络构成，提高细胞黏附性，使得胶原具有一定的修复作用。促进细胞生长胶原是细胞生长的良好培养基质，在细胞的迁移、增殖过程中，胶原不仅提供营养基础，还起到支架作用。胶原能引导上皮细胞迁移到人体组织缺损区，从而促进上皮损伤修复及细胞生长。同时，胶原的降解产物能够被新生细胞利用，合成新的胶原，在细胞中起到连接作用。止血性胶原具有促进血小板凝聚和血浆结块功能，与血液接触后，血液中的血小板会与胶原纤维吸附在一起，发生凝集反应，从而生成纤维蛋白，促进血浆结块，进而形成血栓，达到阻止流血、促进凝血的目的。1.1.2 胶原蛋白功能胶原作为一种天然蛋白质大分子，是重要的生物可降解材料。胶原在人体内的功能主要包括免疫原性低、可生物降解性、生物相容性、促进细胞生长、止血性。由于胶原在人体组织中的重要作用以及作为生物材料的突出优势，国内外学者从多方面多角度对胶原进行了研究和探索，特别是胶原的合成与制备、活性胶原多肽的设计开发、胶原类材料新功能的探索和各类型胶原基材料及医用材料的开发制造。目前使用胶原制造的部分组织工程材料和生物医用材料已经在临床上取得成功，广泛被临床医生和患者接受。胶原在人体内的主要功能来源：文献检索1.1.1 胶原蛋白定义（续）胶原蛋白肽链是由重复的氨基酸片段（G-X-Y)n构成。其中，G为甘氨酸（Gly)，约占胶原蛋白氨基酸含量的30%；而X和Y代表其他氨基酸，通常是脯氨酸（Pro）和羟脯氨酸（Hyp）。羟脯氨酸的含量影响分子内氢键的形成，对分子三螺旋构型的稳定十分重要。另外，还有特殊的羟赖氨酸，部分羟赖氨酸会继续经糖基化修饰。不同类型的胶原蛋白其三螺旋区域的长度不同。构成三螺旋区域的（G-X-Y)n片段在成纤维胶原（I型、II型、III型）中含量最高，其三螺旋结构区域长300 nm，大概由1000个氨基酸组成。其他类型的胶原蛋白其三螺旋区域较短，或含有非三螺旋结构的干扰片段。在VI型及X型胶原蛋白中，其三螺旋区域分别由200个和460个氨基酸组成。三螺旋结构对胶原蛋白来说是最显著的特征，也是成纤维胶原的最重要组成，在三螺旋区域两侧的非胶原结构域对胶原分子的结构组成和功能特性也发挥着重要的作用。C末端前肽（C-propeptide）参与启动三螺旋结构的形成，而N末端前肽（N-propeptide）则与所形成胶原纤维的直径大小有关。胶原蛋白单体中较短的非螺旋端肽不仅参与胶原分子的共价交联，也在胶原分子与其他分子的链接中发挥重要作用。胶原蛋白不是一种纯蛋白质，而是一种糖蛋白，蛋白质分子与糖分子相结合。脊椎动物中的胶原蛋白约含六碳糖0.51.3%，如葡萄糖、半乳糖等，而非脊椎动物胶原蛋白则含糖34%。这些糖类与胶原蛋白的羟脯氨酸这类氨基酸以糖苷键相结合。10来源：文献检索胶原蛋白广泛分布于人体的结缔组织、骨骼、肌肉中胶原蛋白属于动物性蛋白质，也是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质。胶原是细胞外基质四大组分之一，而且是主要组分。胶原蛋白在动物细胞中扮演着黏结功能的角色，广泛存在于动物细胞外，是细胞外基质最重要的组成成分，也是动物结缔组织中最主要的一种结构性蛋白质。人体成分有16%左右是蛋白质，而蛋白质中又有30%属于胶原蛋白，所以，成年人身体中大约有3kg胶原蛋白，主要存在的部位有结缔组织、皮肤，肌肉、骨骼、牙齿、内脏（如胃、肠、心肺、血管与食道）、韧带、巩膜与眼睛等组织器官。眼角膜几乎完全由胶原组成。胶原是结缔组织极其重要的结构蛋白，起着支撑器官、保护机体的功能，是决定结缔组织韧性的主要因素。结缔组织将全身细胞黏合，连接成组织和器官，具有防御、支持、保护、营养等功能，由此可见胶原对机体重要性3。胶原与组织的形成、成熟、细胞间信息的传递，细胞的增殖、分化、免疫，动物运动、关节润滑，肿瘤转移、伤口愈合、血液凝固等关系密切，对维持各结缔组织的完整性和功能性也起着重要的作用。1.2 胶原蛋白在人体中的分布结缔组织：结缔组织将全身细胞黏合，连接成组织和器官，具有防御、支持、保护、营养等功能。胶原是结缔组织极其重要的结构蛋白，起着支撑器官、保护机体的功能，是决定结缔组织韧性的主要因素。在显微镜下观察，胶原约占真皮结缔组织的95%，由直径为215 m的胶原纤维组成，多数呈束状结构。在电子显微镜下观察，胶原纤维由许多原纤维组成。原纤维直径为100 nm左右（70140 nm），横切面呈圆形，纵切面呈带状，有明暗相间的周期性横纹。原纤维平行排列，组成粗细不等的胶原纤维4。骨骼：骨骼中也有较多的胶原，称为骨胶原，人体正常骨骼蛋白质中含有约80%的胶原。骨骼中的胶原赋予骨骼弹性和抗折性，人体骨骼有人形容为“钢筋混凝土结构”，其中的“钢筋”就是胶原，羟基磷酸钙就是“水泥和石子”，胶原在骨骼中互相交织，形成一张网络，将羟基磷酸钙等物质交织在一起，形成了坚硬的骨骼。肌肉：肌肉中大约含有2%左右的胶原，它沿着整个肌肉膜的长轴形成高度交联并具有拉伸强度的网状结构，将肌肉细胞和组织紧紧交织在一起。人或动物衰老时，可发现其胶原的交联度明显增加，溶解度显著降低，对细胞间液和肌肉蛋白产生较大的压力，使得肌肉的硬度增强，弹性变小，从而逐渐僵硬，表现出皮肤出现皱纹，这在面部和手上尤为敏感。11胶原具有完整的四级空间结构5胶原的生物学功能在很大程度上是由其空间结构确定的。不同类型的胶原生理功能不同，结构也不同。例如肌腱中的胶原是具有高度不对称结构的高强度蛋白，皮肤中的胶原则是松软的纤维，牙和骨骼中硬质部分的胶原含有钙磷多聚物，眼角膜中的胶原如水晶般透明。通常认为，只有具有三级以上的结构蛋白质才具有生理功能，而胶原具有完整的四级空间结构6。一级结构：也称化学结构，是指蛋白多肽链的氨基酸排列顺序，包括二硫键的位置。胶原分子中具有链组成的三股螺旋构象区称为胶原结构域，胶原分子中至少应包含一个胶原结构域。大多数蛋白质的同一条多肽链中氨基酸一般不会有周期性的重复序列，但是胶原结构域中存在三肽序列“甘氨酸-X-Y”的重复，其中最常见的序列是“甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸”序列，约占整个“甘氨酸-X-Y”序列的12%，“甘氨酸-脯氨酸-Y”或“甘氨酸-X-羟脯氨酸”序列约占 44%，其他“甘氨酸-X-Y”序列构成剩余的44%。而这些重复三肽“甘氨酸-X-Y”的数量接近全部序列的1/3，对维持胶原的结构起重大作用。在肽链中，脯氨酸消除角度的自由旋转，却可以轻微增加角度的旋转，有助于增加链段刚性7。二级结构：蛋白质二级结构是指多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的空间位置排布（如螺旋、折叠、转角）或无规则的空间排布（如无规卷曲）。胶原的二级结构形成左手螺旋结构，是由聚脯氨酸II（PP II结构）链经左手螺旋形成的特殊结构。每条PP II结构链每旋转一圈含3.3个氨基酸残基，每个氨基酸在螺旋轴上的投影为0.286 nm，螺距（螺旋每上升一圈的高度）为0.858 nm。三条PP II结构链可进一步组装成胶原三股螺旋结构。由于组成胶原链的氨基酸中存在“甘氨酸-X-Y”重复序列，X位置上的脯氨酸和Y位置上的羟脯氨酸之间存在空间排斥力，成为螺旋结构形成的推动力，而胶原链中氨基酸残基的酰胺氢原子和羰基氧原子之间形成的平行于螺旋轴的氢键，进一步稳定了其螺旋结构8。三级结构：在二级结构的基础上，肽链进一步盘绕、折叠，依靠次级键的维系固定所形成的特定空间结构称为蛋白质的三级结构，它描述了整个肽链（包括主侧链在内）的空间排布，揭示了蛋白质分子中肽链之间的次级键作用。而胶原的三级结构是其特征三股螺旋结构。在蛋白质早期研究中已发现胶原的构象不同于其他蛋白质。胶原的三股螺旋结构是由三条独立的、呈左手螺旋的聚脯氨酸II链围绕同一中心轴，彼此错位一个氨基酸残基，通过链与链之间形成的氢键相互连接缠绕后形成的一个右手超螺旋棒状结构。胶原三股螺旋结构中每三个氨基酸中含一个甘氨酸，任意一个甘氨酸突变都会对胶原三股螺旋结构造成破坏。氢键的形成是胶原三股螺旋结构保持稳定必不可少的因素。不同于螺旋和折叠需要所有氨基酸都参与氢键形成，在三股螺旋结构中只有特定位置的氨基酸会参与形成氢键。胶原三股螺旋结构中形成的氢键主要是由其三条链中的一条螺旋链中甘氨酸残基的NH与相邻两条螺旋链中X位置氨基酸的CO之间形成的NHCO氢键，同时处于Y位置上的羟脯氨酸的羟基也可参与形成链与链间的氢键，氢键的存在是三股螺旋能形成稳定结构的主要原因。三股螺旋结构中形成的氢键是垂直于其轴线的，而螺旋链中形成的氢键一般平行于其轴线9。四级结构：是指分子更大的蛋白质，常由多条肽链组成，分子中每条肽链都盘曲成特定的三级结构，一般情况下单独存在时并无功能，被称为亚基（subunit），亚基之间再按特定的方式排列形成更高层次的具有立体结构的蛋白质分子，得到具有极短非三股螺旋区（称为端肽）的胶原分子。前胶原分子分泌到细胞外后，在特异性金属酶的作用下，切除位于三股螺旋两端的前肽，得到具有极短非三股螺旋区的胶原分子。胶原分子按规则平行排列成束，首尾错位1/4，通过共价键搭接交联，形成稳定的胶原微纤维，并进一步聚集成束，形成具有高度轴向排列特征的胶原纤维。以成纤维胶原为例，常规电子显微镜样品制备过程存在脱水和收缩，检测到胶原纤维具有约565 nm的周期性条纹，但在天然水合状态下会产生平均67 nm的周期性条纹。胶原分子通过分子内或分子间的作用力形成不溶性的纤维，故大多数胶原属于不溶性硬蛋白。1.3 胶原蛋白的结构来源：文献检索12来源：文献检索目前已发现28种不同的胶原10从遗传学到分子结构，胶原都是有不同类型的蛋白质家族。不同种族、不同组织中的胶原有着不同的化学组成或不同的构型。组成原胶原分子的每种肽链都可以分为若干亚型，如1(I)、1(II)、1(III)、1(IV)、1(V)、2(1)、2(IV)、3(IV)等，每条链都有一种基因编码。从理论上讲，20多种肽链可组成1000种以上的胶原，但到目前为止，还只发现了28种不同的胶原11，今后还有可能继续发现新的胶原类型。按照被发现的先后顺序分别称之为I型胶原、II型胶原和III型胶原，以此类推。根据胶原蛋白的功能，可将胶原分为成纤维胶原和非成纤维胶原。成纤维胶原包括第、V、XXIV和XXVII型胶原，非成纤维胶原可进一步分为6种：FACIT族胶原（Fibril Associated Collagens with Interrupted Triple helices），包括、XII、XIV、XVI、XIX、XX、XXI和XXII型胶原；网状结构胶原，包括、和型胶原；念珠状原纤维胶原，包括型胶原；锚定原纤维或纤丝胶原，包括VII和XVII型胶原；跨膜区胶原，包括XIII、XVII、XXIII和XXV型胶原；内皮抑素相关胶原，包括XV和XVIII型胶原。对人体来说，最常见胶原主要有四种形态：胶原I型：主要存在于成人皮肤和骨组织，数量最大胶原II型：主要存在于软骨组织胶原型：主要存在于婴幼儿皮肤或血管、内膜、肠、胃器官胶原IV型：主要存在于各组织器官的基底膜、胎盘和品状体1.4 胶原蛋白的类型胶原的类型及其在组织中的分布(1/2)链组成类别分子量链/kDa组织分布I型（异源三聚体）1()2 2()成纤维胶原95皮肤、骨骼、肌腱、韧带、血管壁、牙齿等I型（同源三聚体）1()3 成纤维胶原肿瘤、胚胎等型1()3成纤维胶原95软骨、玻璃体、肌腱软骨区、椎间盘等型1()3成纤维胶原95皮肤、肺、肝、肠、血管等型1()22()3(),4(),5(),6()网状结构胶原170 180基底膜型1()22()1()2()3()1()3成纤维胶原120 145骨骼、肌腱、角膜、皮肤、血管等型1()2()3()4(),5(),6()珠状细丝胶原140真皮、骨骼肌、肺、血管、角膜、肌腱、皮肤、软骨、椎间盘、脂肪等型1()3锚定胶原170皮肤、直肠、结肠、小肠、食管、口腔黏膜等型1()22()网状结构胶原61心脏、脑、肝、肺、肌肉、软骨等13来源：文献检索胶原的类型及其在组织中的分布(1/2)链组成类别分子量链/kDa组织分布型1()2()3()纤维相关胶原68115软骨、脊柱、玻璃体等型1()3网状结构胶原59钙化软骨（包括肌腱部位）型1()2()3()成纤维胶原110145关节软骨、睾丸、气管、肌腱、骨小梁、骨骼肌、胎盘、肺、大脑等型1()3纤维相关胶原220，340皮肤、肌腱、软骨等型1()3跨膜胶原62 67内皮细胞、表皮等型1()3纤维相关胶原220皮肤、肌腱、角膜、软骨等型1()3内皮抑制素相关胶原125微血管、心肌或骨骼肌细胞的基底膜区域型1()3纤维相关胶原150 160皮肤、软骨、心脏、肠、动脉壁、肾脏等型1()3跨膜胶原180皮肤、黏膜、眼睛等型1()3内皮抑制素相关胶原200肝脏、眼睛、肾脏等型1()3纤维相关胶原165乳腺、结肠、肾脏、肝脏、胎盘、前列腺、骨骼肌、皮肤、脾脏等型1()3纤维相关胶原185,170,135角膜、血管型1()3纤维相关胶原心脏、胎盘、胃、空肠、骨骼肌、肾脏、肺、胰腺、淋巴结型1()3纤维相关胶原200心脏、骨骼肌型1()3跨膜胶原肺、角膜、皮肤、肌腱、羊膜型1()3成纤维胶原骨骼、大脑、肌肉、肾脏、脾脏等型1()3跨膜胶原50/100脑、心脏、睾丸、眼睛等型1()3约80卵巢、睾丸型1()3成纤维胶原肥厚软骨型1()3约50外周神经、颅盖、皮肤和郎飞节14XVII型胶原蛋白白皮书|2023第二章XVII型胶原蛋白简介022.1 XVII型胶原蛋白的发现和命名XVII型胶原蛋白又名COL17/BP180/BPAG2XVII型胶原蛋白（Collagen XVII，17型胶原蛋白），又名为COL17/BP180/BPAG2，是一种跨膜蛋白，在维持表皮黏附所涉及的细胞内和细胞外结构元素之间的联系方面发挥着至关重要的作用。COL17最初是由Diaz等人于1980年代在大疱性类天疱疮（Bullous Pemphigoid,BP）中发现的。半个多世纪前，研究人员开始表征包括皮肤在内的组织的超微结构。电子显微镜（Electron Microscope,EM）显示真皮表皮交界处（dermal-epidermal junction,DEJ）和皮肤基底膜区（basement membrane zone,BMZ）具有多种结构成分，包括：半桥粒（Hemidesmosome,HD）、透明层（Lamina lucida）、致密层（Lamina densa）和锚定原纤维（Anchoring fibrils）。在1960年代和70年代开发了免疫荧光技术，用来揭示免疫球蛋白在人体组织和循环系统中的沉积，检测出了许多靶向器官的自身抗体。1980年代使用BP患者的血清对人表皮提取物进行的蛋白质印迹分析发现，存在两种BP自身抗原：230 kDa 蛋白（BP230或BP 抗原1，也称为BPAG1）和180 kDa蛋白（BP180或BP抗原2，也称为BPAG2）。BPAG的是大疱性类天疱疮（BP）的抗原的简称，AG是抗原Antigen的缩写1213。在1990年代初期，分子克隆技术确定了BP230和BP180的氨基酸序列14。随后，由于BP180检测到由重复的三联“甘氨酸-X-Y”组成的几个胶原区域，BP180被重新标记为XVII型胶原蛋白15。目前已经证实COL17是BP患者IgG、IgA和 IgE自身抗体靶向的主要自身抗原。下图展示了XVII型胶原蛋白的氨基酸序列16和AlphaFoldDB数据库给出蛋白三维结构。COL17A1是该基因的官方名称。COL17A1基因固定位于人第10染色体长臂的10q25.1位点，其mRNA约6 kb。cDNA序列分析表明，COL17A1有一单一的编码区长4596 bp，肽链全长为1532个氨基酸。它编码 XVII 型胶原蛋白的alpha链（链）。XVII型胶原蛋白是一种跨膜蛋白，与XIII、XXIII 和 XXV 型胶原蛋白类似。XVII型胶原蛋白是半桥粒（Hemidesmosome,HD）的结构成分，半桥粒是基底细胞与下方基底膜带之间的主要连接结构，系由角质形成细胞真皮侧胞膜的不规则突起与基底膜带相互嵌合而成。半桥粒有使细胞固着于基膜的作用，主要功能是加强细胞间的连接。COL17A1基因突变与全身性萎缩性良性角膜病和交界性表皮松解症以及复发性角膜糜烂有关18，在多种癌症中COL17A1基因的表达也呈现异常19。XVII型胶原蛋白的序列XVII型胶原蛋白的蛋白三维结构来源：文献检索162.2 XVII型胶原蛋白的结构XVII型胶原蛋白是一种含有1497个氨基酸的跨膜蛋白，其N端位于细胞质中，C端位于细胞外基质中XVII型胶原蛋白是一种少见的II型跨膜蛋白，其最明显的结构特征是氨基末端（N末端）位于细胞内，由501个氨基酸组成，其中部含有4个由2426个氨基酸组成的串联重复序列；羧基末端（C末端）为较长的细胞外肽链，与皮肤基底膜透明板的锚纤维连接。通过蛋白序列分析COL17有以下的结构特征。如下图所示，人类COL17（1497 aa，氨基酸amino acid，简写为aa）含有15个胶原结构域（下图所示白色区域），这些结构域位于胞外结构域（Extracellular domain,ECD;aa 489-1497），这种细胞外胶原结构域可能是其与细胞外基质成分相互作用从而稳定表皮与真皮联系的结构部位。同时，这些胶原结构域相互间被短的非胶原结构域（NC,non-collagenousdomain;也称Nonhelical region，非螺旋结构域。下图所示灰色区域）隔开。COL17的ECD胶原结构域含有重复的“甘氨酸-X-Y（glycine-X-Y）”三元组，其中 X 通常是脯氨酸，Y 是羟脯氨酸。穿插的非胶原结构域从羧基末端（C末端）起分别称为 NC1、NC2 直至 NC16。人类COL17最靠近氨基末端（N末端）的非螺旋区结构域NC16，包含位置为aa 1-566的氨基酸。NC16由胞外并膜区（Extracellular juxtamembrane region；NC16A区，aa 489566；下图所示粉红色区域）、跨膜结构域（Transmembrane domain，TMD；NC16B区，aa 468-488）和胞内结构域（Intracellular domain，ICD；NC16C，aa1-467）组成。值得说明的是，色氨酸467（Tryptophan 467）有时也被认为是跨膜结构域的一部分。胞内结构域（ICD）包含四个串联重复序列（aa 227-324）、一个甘氨酸束（aa 428-447）和一个半胱氨酸簇（Cys456、458、461 和 462）。早期的研究表明，COL17的 ICDs 可形成二硫桥三聚体20。人类COL17是一种电荷极化非常强的蛋白质。它的胞内结构域（ICD）是碱性的（pI 为 9.5；Isoelectric point，等电点，简称pI：碱性pI大于7，酸性pI小于7），而它的胞外结构域（ECD）（除了最远端的富含精氨酸的羧基末端外）是酸性的（pI 为 6.3）。如果没有 NC1，人类COL17胞外结构域（ECD）的 pI 为 5.7。人类COL17的 36个氨基酸长的NC4结构域（aa 1280-1315）大多含有小的极性氨基酸（17个丝氨酸、2个苏氨酸和4个甘氨酸）。这一特性可能在蛋白质与蛋白质之间的相互作用中发挥作用，而且NC4结构域可能含有几个潜在的 O-糖基化位点（O-glycosylation sites）。此外，该结构域所在区域常是大疱性类天疱疮（BP）的自身抗原（Antigen）21。来源：文献检索XVII型胶原蛋白的结构特征2217COL17的高级结构是三聚体，由胶原结构域的三螺旋组装驱动。与纤维型胶原不同，COL17缺乏羧基末端的前体肽。相反，其胶原三股螺旋是由非胶原结构域NC16A的亮氨酸拉链样序列之间的卷曲线结构引导的。这种N末端三股螺旋的种子化是跨膜胶原家族的几个其他成员的典型特征，如XIII、XXIII和XXV胶原蛋白。免疫电子显微镜研究显示，在基底膜中，COL17的胞外结构域（ECD）穿过基底膜的透明层（Lamina lucida）进入致密层（Lamina densa），然后弯曲回透明层。旋转阴影电子显微镜成像也证明，其胞外结构域（ECD）具有杆状形态，而呈碱性的胞内结构域部分（ICD）则呈球状，如下图所示23。来源：文献检索XVII型胶原蛋白的三聚体结构形态24182.3 XVII型胶原蛋白的存在形态XVII型胶原蛋白有三种大小的存在形态：全长180 kDa，剪切后的120 kDa（LAD-1）和97 kDa（LABD97）全长180 kDa：在大疱性类天疱疮（BP）患者血清中的自身抗体可识别两种形式的COL17：180 kDa 和 120 kDa，这两种形式的COL17都存在于皮肤中。角质细胞提取物中就含有这两种形式的COL17，而细胞培养基中只有120 kDa形式的 COL17。剪切后的120 kDa：120 kDa 的存在形态是通过A型去整合素（A disintegrin）和金属蛋白酶（Metalloprotease,ADAM）9和10以组成型和诱导型方式从全长COL17蛋白中切割得到的可溶性的COL17胞外结构。通过质谱分析，COL17被金属蛋白酶（ADAMs）切分的位点可以是 Gly513|Asp514、Arg523|Leu524、Leu524|Gln525 和 Gln525|Gly526。这些切割位点位于非胶原结构域NC16A上。其中Leu524|Gln525是主要的生理切割位点。尽管存在优势裂解位点，但金属蛋白酶（ADAMs）并不具有序列特异性，而是由蛋白的结构特征决定的。这个120 kDa的胞外结构域，也称为线性 IgA 皮肤病抗原（Linear IgA diseaseantigen 1,LAD-1）。剪切后的97 kDa：切割脱落的120 kDa胞外结构域可能会经过进一步加工。线状IgA大疱性皮病（Linear IgA bullousdermatosis,LABD）是一种丘疹性类风湿关节病，患者体内的IgA自身抗体可识别120 kDa的胞外结构域，并在纤溶酶（Plasmin）作用下，生成97 kDa片段，称为LABD97（Linear IgA bullous disease antigen of 97 kDa）。XVII型胶原蛋白的三种存在形态来源：文献检索19XVII型胶原蛋白在多种组织中都有表达，其在皮肤中的表达量最高如下图所示，通过测序获得了COL17A1基因在不同组织中的表达水平，包括在皮肤（Skin）、结肠（Colon）、食道（Esophagus）、胎盘（Placenta）、小肠（Small intestine）、胃（Stomach）中等。COL17A1基因在不同组织中的表达呈现部位集中且分化严重的特点：在皮肤（Skin）中的表达处于绝对优势，占比接近70%，剩余其他占比约30%；排名第二的结肠（Colon）、第三的食道（Esophagus）、第四的胎盘（Placenta）均不足皮肤表达水平的十分之一28。人们对COL17了解最清楚的是它在皮肤角质形成细胞（Skin keratinocytes）和其他分层上皮细胞的半桥粒（HDs）中的功能：在这些细胞中，COL17有助于细胞内角蛋白丝网络（Intracellular keratin filament network）与基底膜细胞外蛋白之间的连接，从而建立上皮细胞与下层基底膜之间的黏附性30。因此，COL17结构、功能和相互作用在皮肤的半桥粒（HD）中研究得最为清楚。2.4 XVII型胶原蛋白的分布与功能adrenal（肾上腺）appendix（阑尾）bone marrow（骨髓）brain（脑）colon（结肠）duodenum（十二指肠）endometrium（子宫内膜）esophagus（食道）fat（脂肪）gall bladder（胆囊）heart（心脏）kidney（肾脏）liver（肝脏）lung（肺）lymph node（淋巴结）ovary（卵巢）pancreas（胰腺）placenta（胎盘）prostate（前列腺）salivary gland（唾液腺）skin（皮肤）small intestine（小肠）spleen（脾脏）stomach（胃）testis（睾丸）thyroid（甲状腺）urinary bladder（膀胱）10-310-1034.803.292.299.870.2013.50284.006.416.8617.900.010.010.100.210.020.170.030.170.1721.800.244.8925.300.155.923.540.08RNA-Seq数据获取的COL17A1表达数据人体组织RPKM（相对丰度）COL17A1基因在不同组织中的表达水平29来源：文献检索20如左图所示。皮肤半桥粒（HD）在基底角质细胞（底层核细胞和基底膜层）之间形成黏附。在半桥粒（HD）中，COL17以三聚体形式存在，细胞内结构域（ICD）通过网蛋白（Plectin）和蛋白BP230（BP230，另外一种大疱性类天疱疮（BP）的抗原，也被叫做BPAG2。）与角蛋白中间丝（keratin intermediate filaments，简称 IF，亦称微纤维microfibrils）结合。COL17的胞外结构域（ECD）与整合素6（Integrin alpha 6,int6）、层粘连蛋白332（Laminin-332）和IV型胶原蛋白（Collagen IV）结合，它们将半桥粒（HD）与基底层的VII型胶原蛋白的固定纤维连接起来，以确保整个上层细胞与基座能够牢牢地固定在一起32。COL17除了在皮肤的半桥粒（HD）中存在，已有研究证实COL17还存在于基底角质细胞之间的细胞间隙33，如右图所示。这些存在于细胞间隙的COL17称为非半桥粒（Non-hemidesmosomal Collagen XVII）型，在半桥粒（HD）中发挥作用的COL17称为半桥粒（HemidesmosomalCollagen XVII）型。COL17在皮肤上皮细胞和其他分层上皮细胞，如口腔粘膜（Oral mucosa）、角膜（Cornea）、宫颈（Cervix）和阴道（Vagina）中表达较为丰富。胎盘（Placenta）的鳞状上皮细胞（Squamous epithelia cell）、合胞细胞和细胞增殖细胞中（Syncytial andCytotrophoplastic cell）也有大量的COL17。口腔中的COL17在牙釉质形成中是必需的。COL17在乳腺和肠道上皮有较低水平的表达。在层状上皮（Layered epithelia）中，COL17主要在基底细胞（Basal cells）中表达。在皮肤中，它既存在于毛囊中又存在于间质表皮中。除了半桥粒型表达外，非半桥粒型COL17还存在于基底角质细胞的可溶性膜的顶侧表面上34。虽然已经对半桥粒型COL17的表达和功能有了很好的研究，非半桥粒型COL17的功能以及非上皮组织中的功能相对未知。来源：文献检索XVII型胶原蛋白在皮肤的半桥粒（HD）的分布31XVII型胶原蛋白的非半桥粒（Non-HD）存在3521COL17可与表皮基底角质细胞中的半脂质蛋白和细胞外基质（ECM）蛋白相互作用由于COL17的N末端定位在表皮基底角质细胞的细胞质中，而其胶原结构域存在于细胞外空间，因此COL17可与表皮基底角质细胞中的半脂质蛋白和细胞外基质（ECM）蛋白36相互作用。在皮肤中，COL17与其他半桥粒（HD）成分之间的蛋白质相互作用非常明显（可参见2.2和2.4部分），半桥粒（HD）将细胞骨架中间丝束（Cytoskeletal intermediate filament bundles）固定在基底膜（Basement membrane）上。单个角蛋白丝由两个与半桥粒（HD）相关的斑块（Plakin）家族蛋白：网蛋白（Plectin）和 BP230结合。超分辨率显微镜显示，核心HD跨膜蛋白整合素 64异质二聚体（integrin 64 heterodimers）和COL17三聚体位于角蛋白-网蛋白/BP230蛋白（keratinplectin/BP230）接触点周围。重要的是，COL17的胞内结构域（ICD）是整合素4与BP230正常连接所必需的。利用酵母双杂交筛选技术绘制了COL17的胞内结构域（ICD）与角蛋白 K18（keratin K18）、网蛋白（Plectin）、BP230以及整合素4 的细胞膜结构域之间的蛋白质相互作用图3738。角蛋白 K18 和 BP230相互作用所必需的COL17区域（aa 13-89 和 145-230）的 pI分别为10.3和10.0，而角蛋白 K18 的相互作用部分（aa 332-429）的pI为4.8，BP230（aa 1-555）的pI为5.4。同样，与COL17带正电的胞内结构域（ICD）相互作用的整合素4的纤连蛋白结构域III（aa 1530-1625）是微酸性的，pI 为 6.2，而网蛋白（Plectin）相互作用区域（aa 563-819）接近中性（pI 6.7）。此外，酸性调节蛋白14-3-3与COL17的胞内结构域（ICD）结合。因此，与阴离子蛋白和质膜带负电的胞质小叶的静电相互作用很可能调节了COL17胞内结构域（ICD）的折叠和展开，从而促进了半桥粒（HD）的组装/解体39。COL17胞外结构域（ECD）直接与整合素6、层粘连蛋白332 和胶原蛋白IV结合，这些相互作用介导角质形成细胞与基底层基质的黏附，并与胞外结构域（ECD）脱落一起调节角质形成细胞的迁移。在 BP 病例中，针对COL17的自身抗体会破坏这些相互作用。除了COL17A1基因突变导致翻译产物截短和COL17多肽几乎完全缺失外，在交界性大疱性表皮松解症（Junctional epidermolysisbullosa，JEB）患者中还发现了影响COL17与基底膜成分之间蛋白质相互作用的突变。例如，富含丝氨酸的 NC4 结构域中出现Arg1303Gln 突变不会影响蛋白质的稳定性，但会破坏COL17与层粘连蛋白332的结合。这些例子说明了COL17A1基因突变是可以转变为半桥粒（HD）黏附缺陷的。同样，强有力的体外证据表明，阻断COL17与胶原蛋白IV 相互作用的自身抗体可破坏细胞基质的相互作用40。此外，还有研究显示COL17与周斑蛋白（Periplakin）、DFNB31、CSTF2T、PPLIL1、PLOD3、CDH1、PNKP、HRAS、SPDL1、EGFR 和 ubiquilin2 可能结合或具有相互作用，这些相互作用组可能参与了COL17的生物合成、运输和翻译后修饰或其非半桥粒型的功能。这些相互作用信息可以通过 BioGRID 相互作用数据库进行详细查询41。2.5 XVII型胶原蛋白相互作用来源：文献检索222.6.1 TGF-TGF-（Transforming growth factor-,转化生长因子）是一种细胞因子，可调节许多器官的细胞增殖和分化。TGF-通路与COL17 相关的毛囊干细胞（Hair follicle stem cell,HFSC）维持有关42，因为在 Col17a1-/-小鼠中 TGF-信号下调，TGF-受体无效小鼠出现灰发，与 Col17a1-/-小鼠类似。这与 Col17a1-/-IFE（IFE：滤泡间表皮）形成了鲜明对比，后者的 TGF-信号没有明显改变43。2.6 XVII型胶原蛋白与信号通路的联系2.6.2 WntWnt通路在细胞增殖、分化和迁移中发挥着积极作用，主要在组织形态发生过程中调节发育和干细胞（Stem cell,SC）的命运。新生Col17a1-/-小鼠IFE的基因表达谱显示了COL17与Wnt信号的关系，Wnt相关基因的表达发生了改变。K14-NLef 小鼠（其中显性阴性 LEF1可抑制Wnt信号传导）和接受Wnt拮抗剂治疗的小鼠的新生儿 IFE表现出过度增殖，与Col17a1-/-表型一致。实验进一步证实，COL17 的存在增强了体外的Wnt活性44，而 COL17A1 基因缺失则降低了其在体内IFE中的活性。利用过表达人COL17A1来转基因拯救新生Col17a1-/-小鼠，可恢复Wnt相关基因的表达以及基底表皮角质细胞中LEF1和细胞核中-catenin 等标记基因的表达45。2.6.3 STAT3STAT3（Signal transducer and activator of transcription 3，转录信号传导和激活因子3）是一种转录因子，稳态时位于细胞质中，被 JAK（Janus kinase）磷酸化后转入细胞核。STAT3在细胞核中起转录激活剂的作用，有助于调节细胞生长和凋亡。STAT3 在Ser727处的磷酸化已被证明可介导球形富集肿瘤初始细胞（Tumor-initiating cells，TICs）的存活能力。基因表达筛选发现COL17是 Ser727 磷酸化STAT3的靶点，对维持TIC的存活至关重要46。这些结果与COL17 表达与结直肠癌较高肿瘤分期之间的相关性一致，而COL17是否与表皮中的STAT3相关尚不清楚。2.6.4 HippoHippo信号通路调节细胞增殖和凋亡，从而决定器官大小，并参与细胞接触抑制。Hippo激活会使该通路的关键转录共激活因子YAP1/TAZ磷酸化，并将其保留在细胞质中。当YAP1/TAZ去磷酸化后，它们进入细胞核，与转录因子相互作用，促进细胞增殖，抑制细胞凋亡。有报道称，YAP与COL17A1基因的启动子结合，同时形成 YAP和NKX2.1复合物（一种肺特异性转录因子），可下调肺上皮细胞中COL17A1基因的表达水平47。然而，YAP易位到细胞核时的COL17A1下调是肺组织特有的，在表皮角质形成细胞中没有观察到48。这种差异目前可以用NKX2.1在肺组织中的优先表达来解释。来源：文献检索2.6.5 Rac1和p38MAPK细胞迁移时需要改变其形态，例如具有前缘和后缘（Leading and trailing edges）。板状伪足（Lamellipodium）是前缘的片状延伸，它的形成需要肌动蛋白细胞骨架的重新排列。Rac1（RAS-related C3 botulinus toxin substrate 1,RAS相关的C3肉毒毒素底物1）是Rho家族的一种小GTP酶，能调节板状伪足基质的形成。在人类表皮角质细胞中敲除COL17A1基因可降低Rac活性以及板状伪足的持久性和延伸距离49。由于Rac参与p38MAPK通路的调控，这些结果与 COL17A1基因敲除后HaCaT细胞p38MAPK活性受损情况一致50。2.6.6 p53p53是众所周知的肿瘤抑制因子，其功能障碍会导致侵袭性肿瘤表型（Aggressive tumor phenotypes）。在乳腺上皮癌细胞系中对p53 靶点的筛选发现COL17是p53的一个新的直接靶点51。p53 与 COL17A1启动子结合以调控其基因表达，COL17表达下调与乳腺癌预后不良相关，这与p53功能障碍相一致。XVII型胶原蛋白与体内多种信号通路调节有关23XVII 型胶原蛋白白皮书|2023第三章XVII型胶原蛋白同健康与疾病之间的联系 XVII型胶原蛋白与疾病 XVII型胶原蛋白是维持皮肤稳态抗衰老的关键因子 XVII型胶原蛋白是伤口修复的调节因子033.1 XVII型胶原蛋白在自身免疫系统中的角色如前所述，XVII型胶原蛋白（BP180）与大疱性类天疱疮（Bullous pemphigoid,BP）的研究有着紧密的联系，而BP是迄今为止最常见的自身免疫性大疱性皮肤病。COL17是一种跨膜糖蛋白，在BP中有高度免疫优势。COL17的结构和位置表明它是一个重要的自身抗原，对水泡形成起关键作用52。因此这部分主要介绍COL17在BP患者自身免疫中的至关重要性。BP由针对真皮-表皮交界处（DEJ）结构成分的自身抗体诱发。大多数情况下，该疾病是隐匿发展的。可能的 BP 病因包括矽肺病、补骨脂素和紫外线A治疗（Psoralen and ultraviolet A therapy）、感染、物理或化学损伤。然而，这些因素在BP发病机制中的作用仍有待确定。BP主要影响老年人群，但也可能影响婴儿、儿童和青少年。该疾病主要涉及皮肤，但偶尔也会涉及眼睛、口腔和生殖器。BP的皮肤表现是多态性的，可分为3类：经典BP、非大疱性皮肤类天疱疮（non-bullous cutaneous pemphigoid）、各种罕见变异型53。典型 BP 的临床特征是在红斑、荨麻疹或湿疹皮损上，甚至表现为在正常的皮肤上出现大的（1-3厘米）张力性浆液性或出血性水疱。活检的皮损表现为表皮下分裂或水疱，伴有真皮层有嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和肥大细胞的密集炎性浸润。诊断BP需要进行免疫荧光分析。直接免疫荧光是诊断BP最灵敏的方法，病变部位会出现免疫球蛋白G（IgG）、C3补体甚至IgE在DEJ 处的线性沉积。使用患者血清和底物（尤其是盐分皮肤）进行间接免疫荧光可发现 IgG 沿人工裂隙的顶端线性沉积。BP的一个典型血清学特征是存在循环自身抗体，主要针对COL17（BP180）和BP230。最近，越来越多的证据表明，对XVII型胶原蛋白的自身免疫反应对于 BP 的发生和演变非常重要54。3.1.1 XVII型胶原蛋白的表位（Epitope）图谱XVII型胶原蛋白（COL17）的抗原决定部位（称为表位，Epitope）如下图所示。以往的研究主要集中在COL17胞外 NC16A 结构域（aa 490-562），该结构域是BP自身抗体的主要靶点。NC16A 结构域有七个抗原位点，包括 NC16A1、NC16A1-3、NC16A1-5、NC16A2、NC16A2.5、NC16A3 和 NC16A3-4。在这些位点中，NC16A2 和 NC16A2.5 是主要的抗原位点，可被所有 IgG 和 IgE 抗体靶向。XVII型胶原蛋白的表位（Epitope）图谱56来源：文献检索25疾病分子缺陷遗传性大疱性皮肤病中间交界性大疱性表皮松解症单纯性表皮松解症亚型基因COL17A1 多个位点的隐性错义和无义突变自身免疫性皮肤病大疱性类天疱疮黏膜丘疹性荨麻疹妊娠丘疹性荨麻疹线性IgA大疱性皮肤病针对COL17的 NC16A 免疫优势结构域以及位于 ICD、Col15 结构域和 C 端的其他表位的 IgG、IgE、IgA 自身抗体来源：文献检索3.1.1 XVII型胶原蛋白的表位（Epitope）图谱（续）研究还发现了COL17的其他自身抗体结合结构域，如胞内结构域（ICD）和胞外结构域（ECD）。胞内结构域（ICD）（aa 1-452）有五个靶点，即 ICD A、ICD B、ICD C、ICD D 和 ICD A-D，以及一个中心区域（aa 112-199）。关于胞外结构域（ECD），据报道，7.8G%的BP血清能识别胞外结构域的C末端区域。进一步研究确定了患者血清识别的NC16A以外的六个区域：aa 809-1106、aa1080-1107、aa 1280-1315、aa 1331-1404、aa 1365-1413和aa 1048-1465。aa 809-1106和aa 1080-1107位于中段，而aa 1331-1404和aa 1365-1413位于C末端。也有研究发现了包含一个以上的结构域的其他表位，如 aa 467-567、aa 490-812和aa 490-1497。有学者认为，表位识别的模式可能会影响疾病的进程。因此，识别COL17中的靶向区域对了解BP的起病和临床特征具有重要意义55。3.1.2 XVII型胶原蛋白与BP的病因BP的病因复杂，但自身抗体的存在被广泛认为是该病的必要条件。健康人体内也存在抗COL17（BP180）自身抗体，但这些抗体在构象上与致病抗体不同；然而，只有与皮肤基底膜结合的抗体才能诱发BP，这表明健康人体内的自身抗体本身可能并非病态。自身抗体可能承担监视和自我耐受的功能。在病理情况下，自身抗体的自我耐受功能失调，从而导致产生更高水平的自身抗体，与皮肤基底膜结合，引起BP的发生。BP的发生表明，自身抗体的产生存在一个阈值或检查点。目前仍不清楚为什么某些人对COL17的免疫耐受会失调。先前的研究表明，CD4 CD25 Foxp3 调节性T（Treg）细胞在维持自身耐受性和抑制过量产生对宿主有害的自身抗体方面发挥着不可或缺的作用。由HLA-BQB1*0301、CYP2D6、MT-ATP8等原有遗传因子变异引发的BP中,CD4 CD25 Foxp3 Treg 细胞的减少会导致自身耐受性的破坏，继而导致自身反应性Th2、Th1 和 B 细胞的增加，这些细胞可通过表位扩散识别COL17的不同结构域，产生不同的自身抗体。病原体可以通过与Toll样受体结合使B细胞变得敏感，从而加剧这一过程。自身反应性T细胞可以通过CD40L-CD40、B细胞激活因子-跨膜激活剂和CAML相互作用物(TACI)/B细胞成熟抗原以及增殖诱导配体-TACI的组合与自身反应性B细胞相互作用，以进一步打破外周耐受并诱导 Ig 产生和类别转换。此外，靶向 COL17胞外结构域域氨基末端部分的T和B细胞的反应性与严重BP相关，而靶向COL17中心部分的T和B细胞的串扰在局限性BP中更常见。XVII型胶原蛋白的编码基因COL17A1基因突变可导致某些形式的交界性大疱性表皮松解症（Junctional epidermolysis bullosa，JEB）和一种罕见的单纯性表皮松解症亚型（Epidermolysis bullosa simplex，EBS）。同时，5 种获得性水疱病：大疱性类天疱疮（BP）、妊娠疱疹（Herpes gestationis,HG）、瘢痕性类天疱疮（Cicatricial pemphigoid,CP）、线状IgA大疱性皮病（LinearIgA bullous dermatosis,LABD）和扁平苔藓类天疱疮（Lichen planus pemphigoides,LPP）与 COL17的自身免疫反应有关。体内和体外疾病模型系统已明确证实，针对 COL17胞外结构域特定位点的自身抗体具有致病性57。下图总结了COL17与一些免疫类疾病的关系。XVII型胶原蛋白与疾病的关系263.2 XVII型胶原蛋白与癌症癌症的恶性转化是根据其侵入正常组织的能力来定义的。作为胞外基质（Extracellular matrix,ECM）的重要组成部分，XVII型胶原蛋白在形成细胞浸润屏障方面发挥着重要作用。除了作为细胞基质黏附分子的功能外，COL17在癌症生物学中的作用也成为研究热点。COL17表达和调节的改变及其对信号级联的影响表明了其在肿瘤发展和侵袭中的作用58。3.2.1 XVII型胶原蛋白与皮肤癌的关系全球癌症年新增病例数从2018年的1,808万增加到2022年的2,024万。预计到2025年全球癌症新发病例数将增至2,178万，到2030年全球癌症新发病例数预计达到2,450万。全球癌症新发病例数整体呈上升趋势，癌症新发病例数将逐年增加。以2022年新发病例数计，在各类高发病率的癌种当中，皮肤癌新增病例数位居第四，占全球癌症新发病例数的8.0%。全球皮肤癌新发病例数从2018年1,330万增长到2022年1,604万。预计到2025年全球皮肤癌新发病例数将增长至1,754万，到2030年全球皮肤癌新发病例数预计达到2,032万。全球癌症新发病例数，2018-2030E千人20181,653(8.0%)20191,754(8.1%)1,330(7.4%)1,557(7.9%)1,604(7.9%)1,523(7.9%)23,9401,364(7.4%)20201,860(8.1%)2021202220,7432023E1,702(8.0%)2024E2025E1,806(8.1%)2026E22,8452027E1,916(8.2%)2028E1,973(8.2%)2029E2,032(8.3%)19,2932030E18,07918,52919,73720,23621,25721,77922,30823,39024,497胃癌前列腺癌头颈癌其他宫颈癌多发性骨髓瘤胰腺癌卵巢癌淋巴癌肝癌皮肤癌结直肠癌肺癌乳腺癌来源：文献检索、National Cancer Registry(NCCR)、International Agency for Research on Cancer(IARC)，沙利文分析273.2.1 XVII型胶原蛋白与皮肤癌的关系(续)鳞状细胞癌（Squamous cell carcinoma，SCC）在正常表皮中，随着角质形成细胞向上迁移和分化，COL17的表达会停止。而SCC的细胞则表现出COL17的过度表达，表明已发生去分化。免疫组化分析显示，在原发性SCC肿瘤和相关转移瘤中，COL17胞外结构域的免疫反应更强。在光化性角化病和原位SCC的非典型角朊细胞中也有类似发现。病毒介导的RNA干扰敲除COL17和/或4会破坏侵袭性较低的SCC细胞的迁移和侵袭59。COL17的不正常表达在头颈部鳞状细胞癌中也得到广泛关注，尤其是源自口腔和喉部的鳞状细胞癌。一份舌SCC样本中，COL17和层粘连蛋白332（Laminin 332）被发现共定位在向周围组织突出的侵袭性肿瘤前边缘，COL17的蛋白水解脱落可以影响HSC-3细胞的转移，进而可以增强其作为趋化因子的功能60。在转录水平上，通过逆转录酶聚合酶链反应（RT-PCR），在表皮水平和上皮组织内发现浸润性肿瘤中COL17A1基因的mRNA过表达。RT-PCR和RNA杂交（Northern hybridization）证实了COL17在SCC中的表达增强。口腔角质细胞受到肿瘤促进剂光甘油酯的刺激后，COL17A1基因的mRNA的表达增加了1.5倍61。在SCC中，COL17蛋白的胞外结构域脱落与肿瘤侵袭性也有密切关系。为了研究这一作用，科研人员在SCC-25细胞中引入了一种不可脱落的COL17突变体，该突变体剪切位点的连接区域缺失。SCC-25细胞是用来评估SCC中聚集体大小的细胞。阻止COL17胞外结构域的脱落可使聚集体体积变小、形成集落并减少肿瘤细胞侵袭（Matrigel invasion assays,肿瘤细胞侵袭实验），而COL17的重新表达则可恢复致瘤性62。基底细胞癌（Basal Cell Carcinoma）非放射性原位杂交显示，在实体基底细胞癌（Basal Cell Carcinoma,BCC）的基底角质形成细胞和浅表BCC的肿瘤岛中存在胶原蛋白基因COL17A1的mRNA，而在健康表皮的基底细胞中则不存在63。也有研究发现，免疫染色显示实性和角化性BCC的外周细胞以及浅表BCC中侵袭性肿瘤前边缘的基底角质形成细胞中COL17的表达降低。但后来的一项研究无法重复这一发现，因为除一些分散的梭形细胞（Spindle cells）外，基底细胞癌胰岛中的COL17免疫染色大部分呈阴性64。当然，COL17在BCC发展中确切作用还需要研究者们进一步的证实。神经嵴肿瘤（Neural Crest Tumors）在神经嵴起源细胞和增殖组织黑色素细胞（Cells of neural crest origin and proliferating tissue melanocytes）中发现了COL17的表达，但在良性黑色素细胞肿瘤中却没有发现65。所有亚型黑色素瘤（Subtypes of melanoma）均呈强阳性（大量表达），而痣样黑色素瘤中的痣细胞（Nevus cells in nevoid melanoma）则呈阴性，染色效果不明显。此外，COL17的免疫染色与黑色素瘤的侵袭表型和垂直Breslow厚度（Breslow thickness：Breslow厚度指皮肤黑色素瘤的肿瘤厚度，是T分期的基本指标）有统计学相关性。用针对COL17胞内结构域的aa 507-529序列特异性抗体体外处理黑色素瘤细胞（Melanoma cells），可促进细胞凋亡、减少肿瘤细胞增殖和细胞黏附。通过对黑色素瘤cDNA中的COL17A1基因进行测序，发现胞外结构域编码区存在多个点突变和阅读框内有缺失，这表明胞外结构域的缺失与翻译后降解有关。在一项使用具有B16黑色素瘤细胞的皮肤特异性NC16A功能障碍小鼠的体内模型的研究中，证实了角质形成细胞的COL17对黑色素瘤发生具有调节作用66。与对照组相比，实验模型显示肿瘤体积和淋巴转移水平增加。COL17功能障碍会导致直接炎症，这在之前被认为是癌症的一个标志。COL17功能障碍还会通过趋化因子的流入进一步募集骨髓源性抑制细胞（Myeloid derived suppressor cells,MDSC）67。通过特异性抗体治疗降低MDSC水平会导致肿瘤体积减小，并降低转移发展速度，这证明了COL17通过调节MDSC浸润在抑制肿瘤侵袭中发挥了作用。由于一些研究指出特别是在免疫治疗后，大疱性类天疱疮和黑色素瘤之间存在关联，因此二者可能存在潜在的相关相互作用6869。来源：文献检索283.2.2 XVII型胶原蛋白与其他癌症的关系除了鳞状细胞癌和其他皮肤癌之外，XVII型胶原蛋白的失调似乎也发生在许多其他癌症中、包括胰腺癌、结直肠癌、肺癌、唾液腺癌、宫颈癌、乳腺癌、鼻咽癌等。如下图所示，总结了XVII型胶原蛋白的表达与上述癌症发展的研究结果汇总，并在下文中重点介绍了胰腺癌、结直肠癌、肺癌与XVII型胶原蛋白的研究进展。XVII型胶原蛋白与不同癌症的关系蛋白表达mRNA表达鳞状细胞癌（Squamous cell carcinoma） 光线性角化病（Actinic keratosis） 黑色素瘤（Melanoma） 基底细胞癌（Basal cell carcinoma） /- 胰腺癌（Pancreatic carcinoma）*甲状腺癌（Thyroid cancer） 结直肠癌（Colorectal cancer）肺癌（Lung cancer）鼻咽癌（Nasopharyngeal cancer）唾液腺癌（Salivary gland cancer）宫颈癌（Cervical cancer）乳腺癌（Breast cancer） 代表表达；代表无表达；代表表达上调；代表表达下调；*代表剪切后的120 kDa（LAD-1）为主要检测到的COL17蛋白形式胰腺癌（Pancreatic Cancer）近年来，胰腺癌的发病率呈明显上升趋势，全球胰腺癌新发病例数从2018年45.9万增长到2022年52.4万。预计到2025年全球胰腺癌新发病例数将增长至57.0万，到2030年全球胰腺癌新发病例数预计达到65.5万。免疫组化显像表明，成熟的I型半桥粒（COL17 整合素64；HD-1）存在于人类胰腺导管上皮细胞（Pancreatic ductalepithelium）中，随后在胰腺癌发生过程中被分解70。HD-1分解的部分过程是磷酸肌酸3-激酶（Phosphoinositide 3-kinase）诱导基质金属蛋白酶9（matrix-metalloprotease 9,MMP-9），而MMP-9可裂解COL17，并使得整合素64促进细胞迁移和侵袭。4595245706552025E201820222030E全球胰腺癌新发病例数，2018-2030E千人来源：文献检索、National Cancer Registry(NCCR)、International Agency for Research on Cancer(IARC)，沙利文分析29结直肠癌（Colorectal Cancer）COL17在结直肠癌（Colorectal Cancer）进展中的作用已得到广泛研究。在结直肠癌样本中发现全长COL17的过度表达和基因COL17A1的mRNA水平升高71。COL17的过度表达与较高 的 TNM 分 期 相 关（TNM 肿 瘤 分 期：Tumor,Node,Metastasis(TNM)staging classification；TNM分期系统是目前国际上通用的肿瘤分期系统，也是临床上对恶性肿瘤进行分期的标准方法。通常分期越高意味着肿瘤进展程度越高。），并与浸润性生长模式、肿瘤出芽、转移和生存率降低相关。在体外，鼠的COL17过度表达促进了结肠癌细胞通过Matrigel的侵袭性（Matrigel invasion assays,肿瘤细胞侵袭实验）。COL17A1基因表达是通过PP2A-S727STAT3介导的途径实现上调的72。在结直肠癌转移中抑制该信号通路可阻止悬浮存活、球体形成、肿瘤发生和转移，从而加强了COL17作为结直肠癌患者重要预后因素的作用。来源：文献检索、National Cancer Registry(NCCR)、International Agency for Research on Cancer(IARC)，沙利文分析全球结直肠癌新发病例数，2018-2030E千人全球肺癌新发病例数，2018-2030E千人427482527604201820222030E2025E8689841,0781,2382025E202220182030E全球结直肠癌新发病例数从2018年42.7万增长到2022年48.2万。预计到2025年全球结直肠癌新发病例数将增长至52.7万，到2030年全球结直肠癌新发病例数预计达到65.5万。肺癌（Lung Cancer）在肺癌样本的细胞中，基质环境中COL17的表达升高，并且与转移潜力增加相关73。微阵列分析揭示了球状培养物中COL17的上调和mRNA水平的升高，证明了COL17在维持肺癌等干细胞间基质转化和转移能力中的重要性74。COL17脱落的胞外结构域可能具有稳定层粘连蛋白332（laminin-332）的功能，进而导致FAK/AKT/GSK3信号通路的激活，最终导致泛素化降解过程的抑制，从而促进表皮间质转变。此信号通路的阻断可以降低了体内肺转移的转移潜力。在贴壁培养的A549肺腺癌细胞系中，诱导COL17过度表达也得到了类似的结果。在这些细胞中，COL17-层粘连蛋332（laminin-332）复合物通路诱导FAK/AKT/GSK3/-catenin通路，导致Oct4-HK2激活并诱导肺癌干细胞（CSC，lung cancer stem cells）样特征75。这些特征包括球体形成、多能性标记表达、致瘤潜能、转移以及对CSC存活和维持至关重要的CSC代谢过程的重编程。值得注意的是，COL17蛋白、Oct4和HK2的增加与较差的预后有关。另一项研究分析了支气管肺泡上皮细胞中同时缺乏Mob1A和Mob1B的小鼠的肺肿瘤发生情况，肺腺癌是由支气管肺泡干细胞（Bronchioalveolar stem cells,BASCs）引起的。缺乏Mob1A/1B的成年小鼠肺上皮细胞中COL17A1基因的mRNA水平下降，从而抑制了肿瘤的发生76。全球肺癌新发病例数从2018年86.8万增长到2022年98.4万。预计到2025年全球肺癌新发病例数将增长至107.8万，到2030年全球肺癌新发病例数预计达到123.8万。30XVII型胶原蛋白白皮书|2023第三章XVII型胶原蛋白同健康与疾病之间的联系 XVII型胶原蛋白与疾病 XVII型胶原蛋白是维持皮肤稳态抗衰老的关键因子 XVII型胶原蛋白是伤口修复的调节因子033.3 XVII型胶原蛋白是维持皮肤稳态抗衰老的关键因子皮肤由表皮、真皮和皮下脂肪组织组成，并有毛囊、汗腺等附属物。在表皮中，角质形成细胞不断进行新陈代谢，而毛囊则进行周期性再生，并且在每个毛发周期中都会更新许多细胞。存在于皮肤组织中的干细胞是维持皮肤新陈代谢和稳态的关键要素。干细胞的自我更新和分化能力受其所处环境（生态位，Niche）的影响。对驻留干细胞的生态位研究表明跨膜胶原蛋白COL17介导干细胞与周围细胞和基质之间的相互作用，以调节皮肤稳态、衰老和伤口修复77。随着年龄的增长，皮肤的结构和功能会发生深刻的变化，包括表皮和真皮变薄、真皮失去弹性和起皱、头发变白和脱落78。皮肤老化是由内在老化（也称为时间老化）或环境因素（如空气污染和紫外线）引起的外在老化诱发的79。损伤理论是一种广为接受的加速皮肤老化的机制，涉及DNA复制错误、活性氧、端粒侵蚀和染色体断裂造成的DNA损伤积累。基因组不稳定导致的组织衰退可以用细胞衰老或细胞凋亡来解释。然而，在衰老过程中，组织和器官中的组成细胞及其细胞命运的动态变化，以及衰老或受损细胞是积聚还是被消除，还是一个尚未研究清楚的问题80。成体干细胞（Adult Stem Cel，ASC）对组织中的细胞替换至关重要，其主要功能就是替换可能因疾病或受伤而死亡的细胞，并维持细胞内的平衡状态，但其能力会随着年龄的增长而下降82。因此，皮肤中的干细胞（Stem cells），包括表皮干细胞（Pidermal stem cells,ESC）、毛囊干细胞（Hair follicle stem cells,HFSC）和黑色素细胞干细胞（Melanocyte stem cells,MSC），是皮肤衰老过程中细胞动态变化的关键（下图）。这些成体干细胞所处的生态位为干细胞的维持和功能提供了空间上独特的微环境。干细胞生态位的整体框架、组成及其运作流程在整个生命过程中不断更新。正因如此，干细胞生态位被认为是皮肤“年轻态的青春之泉”。下文将主要介绍COL17在多种皮肤干细胞中的调控作用。来源：文献检索XVII型胶原蛋白在皮肤衰老中的调控作用8132来源：文献检索3.3.1 XVII型胶原蛋白与表皮干细胞（ESC）和皮肤再生如前所述，皮肤老化与成体干细胞的自我更新和功能分化有关。作为皮肤中干细胞之一的表皮干细胞（ESC），其生态位和功能的保持与XVII型胶原蛋白（COL17）密切相关。干细胞是组织稳态的基础，越来越多的证据证实，细胞与细胞、和细胞与胞外基质间（ECM）的黏附对于建立和维持细胞生态位结构至关重要83。与下层细胞外基质的黏附被认为是维持表皮干细胞（ESC）的重要因素8485。半桥粒（HD）随着年龄的增长而减少，并导致基底细胞出现微分离。在所有半桥粒（HD）成分中，COL17是唯一一种在衰老过程中显著减少的成分8687。目前的研究也表明，半桥粒（HD）的不稳定性是由内在老化和紫外线诱导的光老化88引起的基因组不稳定导致的COL17蛋白水解引起的。利用UVB照射会导致皮肤光老化，在小鼠和人类表皮中均会出现色素沉着和半桥粒（HD）损伤。COL17胶原蛋白缺失的小鼠皮肤色素沉着更明显，伤口愈合缓慢；而COL17胶原蛋白过度表达能显著减少色素沉着，而且能促进伤口愈合。这些数据表明了COL17胶原蛋白的表达对皮肤再生的重要性89。越来越多的研究已经阐明了蛋白酶和蛋白酶抑制剂在COL17蛋白分解中的作用，包括蛋白酶MMP9、ADAM9、10、17和ELANE90，以及蛋白酶抑制剂PAI-1、PAI-2、A1AT、TIMP1、TIMP2和TIMP391。对于XVII型胶原蛋白在皮肤衰老过程中的确切功能，2019年东京医科牙科大学干细胞生物学系教授Emi Nishimura的一项基于利用小鼠尾巴（小鼠尾巴具有许多与人类皮肤相同的特征）开展的研究揭示了COL17和细胞竞争在皮肤稳态和衰老过程中的参与和作用，相关研究成果发表在国际学术期刊Nature上93。如下图所示，在皮肤稳态中，低水平COL17胶原蛋白介导的半桥粒的减少导致皮肤衰老：通过研究表明，老年小鼠基底层细胞中的半桥粒数量明显低于幼龄小鼠，说明随着年龄的增长，小鼠皮肤中的半桥粒会逐渐减少，进一步研究发现，半桥粒的减少是由于其中COL17蛋白水平降低引起的，这与之前的研究结果一致8687。此外，COL17蛋白的差异化表达会引发细胞间的良性竞争：COL17 在不同的基底细胞克隆中表达不同，COL17 表达高的表皮干细胞不断与COL17表达低的细胞竞争（干细胞间竞争（stem cellcompetition），并将后者淘汰，而这些COL17低表达水平的干细胞，是已经受到损伤或不健康的细胞。将这些损伤细胞竞争性排除，可以达到抵抗表皮衰老的目的。为了研究COL17如何介导体内干细胞竞争，研究者构建了药物诱导型COL17A1基因敲除（Col17a1 cKO）小鼠，结合基底角质形成细胞中的多色标记系统发现，表皮干细胞的COL17差异性表达以细胞耦合方式驱动细胞竞争的。总的来说，这些数据表明COL17高表皮干细胞不断地与COL17低细胞竞争，以消除皮肤中的应激或不适合的细胞，从而抵抗表皮细胞的老化。XVII型胶原蛋白在维持再生中的作用9233来源：文献检索3.3.1 XVII型胶原蛋白与表皮干细胞（ESC）和皮肤再生（续）组织学分析显示，与衰老的人类表皮一样，衰老的小鼠尾部皮肤呈现萎缩，表皮细胞层数减少，基底细胞形态更加扁平。随着年龄的增长，基底细胞总数和MCM2 基底细胞数量均减少（MCMs：Minichromosome maintenance protein;微染色体维持蛋白；是在有丝分裂细胞中表达的蛋白质，在有丝分裂之后这些蛋白会被降解），这表明表皮干细胞及其细胞分裂随年龄的增长而减少。系谱追踪显示，老化皮肤的基底层是由非竞争性COL17和MCM2缺失（染色体维持蛋白2）的单一类型细胞组成的，而不是像年轻皮肤中COL17表达的具有明显差异性。更深入的研究表明细胞竞争可能是由不同 COL17 表达介导的两种细胞分裂驱动的。COL17低表达的细胞垂直分裂的比例增加，以非对称分裂（Asymmetric cell divisions,ACD）的方式产生一个基底细胞（Basal cell）和一个位于上基底层的分化细胞（Apicallylocated differentiating suprabasal cell），而COL17高表达的细胞则以对称分裂（Symmetric cell divisions,SCD）的方式产生两个相同的基底子细胞。因此，对于非对称分裂（ACD）的细胞会导致半桥粒数量减少，从而使得其与基底膜出现微分离，进而实现COL17介导的对称细胞分裂（SCD）机械地推出COL17低表达的细胞。这些数据表明，COL17介导的对称细胞分裂（SCD）通过其水平扩散产生细胞竞争的机械驱动力，并导致成体表皮中基底膜区域的占据以抵抗表皮老化。也就是说，具有更高潜力或质量的干细胞被选择用于维持内稳态，由此保持表皮角化细胞的年轻（质），抑制老化。但是随着年龄的增长，它们最终会因失去COL17而限制它们的竞争，从而导致衰老。由此导致的半桥粒脆弱和干细胞分层会耗尽相邻的黑色素细胞和成纤维细胞，从而促进皮肤老化。相反，强制维持COL17可以挽救皮肤器官的老化，从而表明COL17是抗衰老治疗干预的潜在靶标。除了细胞竞争理论外，COL17还能通过增加平行分裂的比例直接提高表皮细胞集落的自我更新能力94。此外，非半桥粒型COL17的减少会导致表皮干细胞（ESCs）的不对称细胞分裂（ACDs）增加，从而导致老龄小鼠爪部表皮分层异常增加95。这些结果表明，半桥粒型COL17和非半桥粒型COL17对于调节ESCs中的细胞分裂至关重要，而对称和不对称分裂（SCDs和ACDs）的平衡对于调节皮肤稳态尤为关键，并在皮肤衰老过程中受到扰动。关于COL17调节细胞分裂的机制，后续的研究中进行了进一步的探索95。对称和不对称分裂（SCDs和ACDs）之间的微妙平衡维持了表皮组织的完整性。调节细胞极性的关键分子包括非典型蛋白激酶C（aPKC）和蛋白酶激活受体3（Proteinase-activated receptor 3,PAR3）。表皮可以表达两种aPKC亚型，分别是aPKC和aPKC。研究发现COL17是aPKC-PAR复合物的结合伙伴，而aPKC-PAR复合物是细胞极性的关键调节因子。免疫沉淀免疫印迹分析和蛋白质-蛋白质结合分析（Immunoprecipitation-immunoblot assayand protein-protein binding assay）证实COL17可以与aPKC和PAR3相互作用。COL17缺乏或表皮特异性aPKC缺失会破坏PAR3在表皮中的分布，但aPKC敲除则不会。在COL17缺失的新生小鼠爪子表皮中，细胞分裂不对称的现象非常明显。这些结果进一步证实，COL17在维持表皮细胞极性方面也起着关键作用96。进一步研究发现，衰老引起的细胞内钙浓度变化导致aPKC受到抑制，从而减少了基底细胞顶外侧的COL1797。总之，aPKC和COL17之间的相互调节改变了细胞极性，促进了表皮细胞中的ASD并增加了老化皮肤中的末端分化细胞。目前的研究对于aPKC信号对COL17的影响存在争议。与上述修饰机制相反，aPKC诱导非半桥粒型COL17的磷酸化和内吞98，而aPKC驱动半桥粒型COL17的失稳99，这种差异可能归因于aPKC激活的上游信号通路不同。34来源：文献检索3.3.1 XVII型胶原蛋白与表皮干细胞（ESC）和皮肤再生（续）发表在Journal of Cell Biology上的一项研究揭开表皮生长因子受体（EGFR）信号和XVII型胶原蛋白水解，在皮肤再生中与年龄相关的角质形成细胞干细胞（keratinocyte stem cell）动力学改变之间的功能联系。此研究证实了这种功能性联系与皮肤再生过程中角质形成细胞干细胞动态变化的年龄相关。活体成像和计算机模拟实验表明，人类角质形成细胞干细胞的运动性与自我更新和表皮再生密切相关。受体酪氨酸激酶阵列（Receptor tyrosine kinase array）实验证实表皮生长因子受体信号在小鼠皮肤伤口愈合中，随着年龄增加信号逐渐衰退。培养实验证明，表皮生长因子受体（EGFR）活化可通过分泌组织金属蛋白酶抑制剂1（Tissue inhibitor ofmetalloproteinases 1 Metalloproteinases 1,TIMP1）抑制COL17蛋白水解，从而增加COL17的含量，推动人类角质干细胞的运动。有趣的是，COL17通过协调肌动蛋白和角蛋白丝网络（Actin and keratin filament networks）直接调节角质形成细胞干细胞的运动和细胞集体迁移。总结来看，如下图所示。表皮生长因子受体（EGFR）信号通过TIMP1稳定COL17，而COL17是通过肌动蛋白和角蛋白丝网络协调细胞运动所必需的。与年龄相关的表皮生长因子受体（EGFR）信号的衰退会导致再上皮化和皮肤再生受损。因此，表皮生长因子受体EGFR-COL17轴介导的角质形成细胞干细胞运动推动了表皮再生，这为与年龄相关的皮肤再生障碍提供了一种新的治疗方法100。研究也证实了XVII 胶原蛋白缺乏会改变表皮图案。研究发现胶原蛋白XVII（COL17）是表皮干细胞（ESC）的一个生态位，有助于稳定表皮模式。基因敲除和回补实验表明，COL17能维持小鼠尾鳞表皮的宽度，而不受表皮细胞极性的影响。创伤后的皮肤再生与鳞片表皮细长有关，过量表达人COL17A1基因可减轻这种情况。研究证实了COL17有助于确定小鼠尾鳞片的形状和人类皮肤的微观形态，同时也揭示了SC生态位在组织形态形成中的作用102。总之，COL17驱动的干细胞竞争和对称分裂（SCD）最初协调了皮肤的稳态；但年龄诱导的COL17蛋白水解通过PKC信号传导导致干细胞中SCD和ACD失衡，导致细胞竞争、自我更新能力和干细胞维持能力丧失，最终引起年龄相关性表皮萎缩、脆弱等；并且表皮生长因子受体EGFR-COL17轴介导的角质形成细胞干细胞运动可以促进表皮再生；COL17蛋白与表皮图案也存在着密切关联。EGFR-COL17轴介导的表皮再生调控回路10135来源：文献检索3.3.2 XVII型胶原蛋白与毛囊干细胞（HFSC）和衰老脱发脱发是皮肤老化的常见表现之一。毛囊（Hair follicle,HF）是皮肤的一个上皮小器官，它在反复的毛发周期中维持毛发的周期性再生。毛囊干细胞（Hair follicle stem cell,HFSC）负责毛囊的周期性再生，同时也是创伤后毛囊间表皮（Interfollicular epidermis,IFE）和皮脂腺（Sebaceous glands）后代的供应源103。毛囊干细胞（HFSC）接收来自周围环境的信号，并主动发出信号以调节自身生态位的组织和功能104。脱发是各种内因和外因共同作用导致的结果，其中衰老是不可抗因素。头发稀疏和脱落是显著的衰老表现。对衰老性脱发的机制理解也随着对毛囊干细胞（HFSC）的深入研究而逐渐变得清晰。虽然胎儿产后头皮没有新增毛囊，新头发和旧头发是从同一个地方长出来的。但为了维持表皮和皮脂腺的发育及毛发再生，在发育过程中预留了多能的干细胞库。这些珍贵的细胞存在于毛囊外根鞘上的“隆起”部。毛囊干细胞在休止期到生长期的转变中被激活，开始新一轮的毛发生长105。2016年，Hiroyuki Matsumura等人发表在Science上的研究将小鼠毛囊的衰老过程作为器官衰老研究模型，通过追踪为毛发再生提供重要细胞的毛囊干细胞的命运发现：随着毛囊干细胞的老化，DNA 损伤反应延长（DDR，DNA damage response），可激活ELANE（中性粒细胞弹性蛋白酶：一种存在于中性粒细胞中的酶，参与免疫反应和炎症过程，能够降解多种蛋白质），导致维持HFSCs的关键分子胶原蛋白COL17的水解流失，从而触发HFSC的衰老。其特征是干细胞特性的丢失和干细胞的分化竞合失调，无法继续正常复制。毛囊干细胞（HFSC）在衰老过程中失去了再生能力，是因为采用了非典型的细胞分裂程序。细胞命运追踪和细胞分裂轴分析表明：虽然年轻小鼠的毛囊干细胞（HFSC）经历典型的对称和不对称两种形式的细胞分裂（SCDs和ACDs）以再生毛囊，但在衰老或压力下，它们采用单一的不对称细胞分裂方式。这种非典型的“压力反应”类型的分裂方式伴随着半桥粒蛋白COL17和细胞极性蛋白aPKC的不稳定，并产生终末分化的表皮细胞，而不是再生毛囊生态位。老化的毛囊干细胞（HFSC）通过表皮终末分化为表皮角质形成细胞，周期性地从皮肤中清除。随着这种非典型分裂的重复，毛囊干细胞（HFSC）从基底膜分离，毛囊干细胞生态位逐渐缩小，毛囊本身变小（小型化），最终导致头发稀疏和脱落107108。研究显示，强制性维持COL17的表达可以抑制毛囊干细胞衰老，从而可以延缓过度的脱发。这表明胶原蛋白COL17的稳态和位于同一生态位的真皮-表皮基底膜区的干细胞竞争性分裂分化有关。毛囊组织中存在以毛囊干细胞（HFSC）为中心的衰老程序，是由干细胞分裂类型从再生型转变为衰老型引起的（下图）。虽然是基于小鼠实验获得的认识，但也在人类自身得到了验证。尽管导致脱发的原因非常复杂，构成毛囊干细胞微生态的要素也不只是胶原蛋白COL17，例如，CXCL12通过CXCR4/STAT信号通路抑制毛发生长等109。但通过控制COL17来预防和治疗脱发的应用研究仍有充分的实践价值。DNA的损伤是细胞内外抗氧化机制或促/抗凋亡因子失调随着年龄增长而累积的。避免导致细胞损伤氧化应激，稳定胶原蛋白COL17的表达和调节修复损伤的细胞自噬是当前头皮抗老化研究的重点之一。XVII型胶原蛋白与脱发的关系10636来源：文献检索3.3.3 XVII型胶原蛋白与黑色素细胞干细胞（MSC）和头发变白黑色素细胞干细胞（Melanocyte stem cell,MSC）是一种可产生色素的黑色素细胞，它围绕着表皮干细胞（ESC）和毛囊干细胞（HFSC）驻留在毛囊间表皮或毛囊隆起次隆起区域110。它们与内在和外在衰老过程中皮肤和毛囊色素沉着密切相关111。黑色素母细胞是黑色素细胞的前体，起源于神经嵴，部分迁移到毛囊，在毛囊内进一步分化成合成色素的黑色素细胞。长期以来，人们猜测头发中存在着一个未分化黑色素细胞干细胞（MSC）池，可以补充分化黑色素细胞。2002年日本研究者Emi K Nishimura等人使用黑色素细胞标记技术，识别和定位了存在于毛囊外根鞘的未分化黑色素细胞干细胞池112。随着黑色素细胞干细胞（MSC）的发现，也就产生了这样一个问题：头发变白的过程是由于分化的、着色的子代黑色素细胞的缺陷、还是由提供它们的未染色的前体细胞黑色素干细胞的缺陷而引起的呢？前者关注于生长期中黑色素细胞生成黑色素的过程，如酪氨酸酶活性降低、黑色素体转移缺陷和毛囊黑色素细胞凋亡等；后者关注黑色素干细胞的老化缺陷和生态环境。Emi K Nishimura等人首先使用黑色素细胞标记的转基因小鼠和老化的人类毛囊，证明了头发变白是由黑色素细胞干细胞的自我维护缺陷而引起的113。2011年，发表在国际学术期刊Cell Stem Cell上的研究发现跨膜胶原蛋白COL17在位于毛囊凸起区域的毛囊干细胞（HFSC）中有较高表达114。黑色素细胞干细胞（MSC）并不表达COL17，但直接黏附在HFSCs上。缺乏胶原蛋白COL17的小鼠毛发发育正常，但进入第二个毛发生长初期开始出现异常，最终导致脱发和头发变白。对基因COL17A1缺失小鼠的分析表明，胶原蛋白COL17维持的毛囊干细胞（HFSC）的静默（休眠）和不成熟对 HFSC 的自我更新至关重要。此外，在COL17A1基因缺失小鼠的基底角质形成细胞（包括HFSCs）中强制表达胶原蛋白 COL17可以挽救黑色素细胞干细胞（MSC），免于过早分化并恢复TGF-（转化生长因子）信号的传导，结果表明毛囊干细胞（HFSC）对黑色素细胞干细胞（MSC）生态位发挥着关键调节作用。研究还发现，Bcl2（B淋巴细胞瘤2基因简称bcl-2，B-cell lymphoma-2，是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之一）缺乏会显著加速头发变白这一过程，会导致黑色素细胞干细胞选择性凋亡，不会导致分化的黑色素细胞进入休眠状态114。此外，黑色素细胞干细胞的生理老化与生态位内的异位色素沉着或分化有关，黑色素细胞主转录调节因子Mitf的突变也可加速这一过程。这项研究为人类胶原蛋白COL17缺陷导致脱发、白发的潜在机制提供一种可能性的解释。即头发变白是由于黑色素细胞干细胞（MSC）自我维持能力的缺陷而造成的，虽然与COL17的缺失没有直接关系，但黑色素细胞干细胞（MSC）的流失是同一生态位不同干细胞的竞争合作的结果。表皮干细胞（ESC）和毛囊干细胞（HFSC）中COL17的下调激活该生态位的TGF-信号，进而导致了黑色素细胞干细胞（MSC）的老化。XVII型胶原蛋白与MSC生态位的关系11537来源：文献检索3.3.3 XVII型胶原蛋白与黑色素细胞干细胞（MSC）和头发变白（续）XVII型胶原蛋白还存在于滤泡间表皮（Interfollicular epithelium，IFE）的真皮-表皮交界处（DEJ）中。2017年发表在eLife上的研究表明COL17在调节滤泡间表皮（IFE）增殖中起着核心作用95，如下图所示。由于Wnt信号传导异常，COL17缺失会导致新生小鼠短暂的IFE肥大。在COL17缺失小鼠的新生表皮中补充COL17可逆转增生的IFE表型和改变的Wnt信号。由于不活跃的非典型蛋白激酶C信号传导，物理老化会使IFE基底细胞中的膜COL17消失，并诱导表皮过度增殖。在老化小鼠表皮中过表达人类COL17可抑制IFE肥大。这些研究结果表明，COL17以不同的方式调控新生和老年皮肤的IFE增殖。研究也表明，COL17可能是皮肤抗衰老策略的一个重要靶点。关于人类头发变白的机理模型，2023年4月，纽约大学格罗斯曼医学院Mayumi Ito教授团队在Nature发表了题为Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche的研究论文，揭示了头发随着年龄增长而变白的原因117。研究发现：在正常的毛发生长过程中，毛囊干细胞（MSC）在发育中的毛囊的各个区域不断来回移动，在这些不同区域，MSC暴露于影响干细胞成熟的信号有所不同。也就是说，MSC在其最原始的干细胞状态和成熟状态之间的转换，而这种转换取决于它们在毛囊中所处的位置。随着头发老化、脱落，然后反复长出，越来越多的MSC被困在被称为毛囊隆突区的干细胞中，MSC被留在这里，不会进一步成熟分化，也不会回到它们在毛基质中的初始位置。而在基质中Wnt蛋白会刺激MSC成熟分化为黑色素细胞。而在毛囊隆突区，MSC接触的Wnt信号是在毛基质区中的数万亿分之一，这就导致了困在这里的MSC无法成熟并产生黑色素。而其他具有自我再生能力的干细胞，例如毛囊干细胞，不具备MSC的可塑性，它们在成熟时只沿既定的时间轴向一个方向移动。这也在一定程度上解释了为什么即使色素沉着失败（头发变白）时，头发也能继续生长。这项研究加深了对黑色素细胞干细胞（MSC）如何影响头发颜色的基本理解，也提出了一种潜在方法可以通过帮助被困住的MSC在发育中的毛囊中的再次移动来逆转白发或防止人类头发变白。XVII型胶原蛋白与滤泡间表皮（IFE）的关系11638XVII型胶原蛋白白皮书|2023第三章XVII型胶原蛋白同健康与疾病之间的联系 XVII型胶原蛋白与疾病的关联 XVII型胶原蛋白是维持皮肤稳态抗衰老的关键因子 XVII型胶原蛋白是伤口修复的调节因子033.4 XVII型胶原蛋白是伤口修复的调节因子3.4.1 伤口修复中的干细胞伤口愈合会经历不同的重叠阶段：止血（Hemostasis）、炎症（Inflammation）、增殖（Proliferation）和重塑（Remodeling）118。再上皮化（Re-epithelialization，也称为上皮再形成）是增殖期的一个重要生理过程。它指的是伤口新上皮的重新覆盖，表皮再生始于邻近的角质形成细胞迁移到伤口，可以恢复具有通透性的屏障。对于某些厚度的伤口，表皮迁移可以从皮肤附属器件迅速迁移至伤口处，如毛囊，皮脂腺等。此过程对于恢复屏障功能至关重要119。在皮肤稳态过程中，皮肤上皮终生不断更新，由干细胞确保增殖和分化的平衡，以取代死亡和终末分化的细胞120121。在伤口修复过程中，干细胞被激活并从不同皮肤区域招募，损伤造成的空缺生态位激活了多种干细胞，使其具有不同于自身平衡作用的特征。干细胞在再上皮化过程中主要参与三个生物学过程，包括干细胞的迁移和增殖、干细胞的群体动态和干细胞的可塑性120。首先，表皮损伤后，角质形成细胞（Keratinocytes）的迁移和增殖通常会增加118。但有趣的是，角质形成细胞并不增殖，而是在前缘以细胞片（Cellular sheet）的形式迁移，在远离边缘的地方被增殖区包围122。此外，在再上皮化过程中，细胞对称分裂的增加或不对称分裂导致的分化减少可补偿失去的细胞，而细胞系的层次结构以及母细胞（Progenitors，或称为祖细胞）的自我更新和分化之间的平衡则与稳态期间的状态保持不变120。最终，在不同的皮肤细胞系中观察到了伤口愈合后的可塑性。这个过程中，毛囊干细胞（HFSC）会在受伤后逐渐失去其初始特性，并被招募到毛囊间表皮（IFE）时重新编程为IFE命运，而分化的基底上表皮细胞（Suprabasalepidermal cells）能够在受伤后恢复到干细胞状态123124。除了前述的皮肤老化，COL17编码基因的敲除会导致伤口闭合性降低，而抑制 COL17 的剪切脱落则会增加伤口的闭合性126。目前的研究发现，COL17可通过两个方面在伤口修复中发挥关键作用：一是影响干细胞群体动力学，二是调节干细胞迁移和增殖（下图）。来源：文献检索XVII型胶原蛋白在伤口修复中的调节12540来源：文献检索3.4.2 干细胞群体动力学在单细胞分析研究中，在受伤和未受伤的皮肤中，无论是用COL17A1基因还是TP63（TP63是富集在静止隆起的毛囊干细胞（HFSC）中的基因）标记，都存在一个COL17A1基因高表达的亚群。在炎症发生时，COL17A1基因高表达的细胞在静默干细胞中占比高。这部分细胞直接或间接分化为棘细胞（spinous cell）或特定的增殖基底细胞池，从而维持皮肤在平衡状态下的更新。在伤口修复过程中，这些细胞会在伤口外围分化成上基底细胞，也可以转化为运动能力更强的细胞，随后迁移到伤口中。人 角 质 形 成 细 胞 培 养 过 程 中 会 形 成 两 种 群 落，即 扩 张 型 群 落 和 堆 积 型 群94；前 者 主 要 表 现 为 增 殖/增 殖 分 裂（Proliferating/proliferating divisions），而后者则表现为更多的分化/分化分裂（Differentiating/differentiating divisions）。COL17在扩张型群落细胞中出现高表达，抑制COL17会降低角质形成细胞群落的生长，增加培养物中堆积型群落的比例。这些发现表明，具有高表达COL17的细胞显示出强的增殖能力而非分化能力，这有助于在再上皮化过程中弥补失去的细胞。3.4.3 干细胞迁移表皮基底细胞的迁移需要重塑细胞与细胞，和细胞与基质的接触，以使细胞从未受伤的基底膜上分离。当细胞在伤口上移动时，它们会降解临时胞外基质（Provisional matrix，可以理解为一种简单的含纤维蛋白的伤口愈合支架，用于支撑新生血凝块，在功能上有别于基底膜），同时沉积新的基质蛋白，包括层粘连蛋白332。在角质形成细胞中，基质蛋白及其受体聚集形成两种不同的蛋白质复合物：病灶黏附（Focal adhesions）和半桥粒（HD）128。病灶黏附被认为是动态的附着点，在细胞扩散和运动中发挥作用129，而半桥粒（HD）传统上被认为是促进静止表皮中基底上皮细胞稳定黏附的附着复合体。目前，人们认为半桥粒（HD）可被分解，使角质形成细胞移动到伤口处和/或临时伤口基质上，并在决定皮肤细胞运动行为的各个方面发挥重要的调节和信号作用。在检测伤口边缘时，第 3 天的伤口边缘显示整个伤口上皮细胞的 COL17 水平强烈升高，包括伤口边缘后的远端区域以及生长中的上皮细胞（Epithelialtongues）；相比之下，第 6 天时，COL17 主要在生长中的上皮细胞中表达130。在探索 COL17 在迁移中的作用时，发现它通过不同的机制调节细胞运动的不同特征。细胞运动的特征可大致分为迁移速度和迁移方向，而 COL17 对细胞速度既有积极作用，也有消极作用。在一些研究中经常观察到肌动蛋白动力学的变化。值得注意的是，用不同的方法敲除 COL17 会产生不同的效果。在全基因COL17 敲除的转基因小鼠中，其原始角质细胞（Primary keratinocytes）的迁移速度增加，而用 shCOL17 敲除方法的细胞系的迁移速度下降。二者差异的可能原因是其他半桥粒蛋白对的不同敲除方法有不同的补偿反应。在皮肤和角质形成细胞中，COL17全基因敲除会显著诱导4 整合素蛋白的表达，或消除 4 整合素运动的结构障碍131。相反，用 shCOL17 方法敲除只会改变细胞的运动性，而不会改变细胞的粘附性，这表明缺乏补偿反应132。在速度与 COL17 无明显关联的研究中，就可以考虑COL17与细胞迁移方向的关系。细胞要以定向方式有效迁移，就必须建立并维持具有明确前缘和后缘的不对称形态133。COL17全基因敲除导致的迁移方向失调会显著减缓伤口闭合过程131，同时会形成不稳定的板状伪足（Lamellipodium），而板状伪足是细胞外围产生定向突起所需力量的关键细胞器。除了不同的调节对象外，COL17 本身或 COL17 的被剪切脱落是否在伤口修复中发挥作用也进行了广泛研究。在伤口中，COL17 胞外结构域的脱落可以使得细胞从一些现有的结合伙伴中松动或释放，并使其能够根据需要发挥其他功能134。结合COL17胞外结构域选择性染色实验，包含完整结构域的COL17（胞外结构域未被剪切脱落）的皮肤细胞显示出运动加速的响应，尤其是速度的增强126；但是，这些细胞迁移的方向性比正常皮肤低近两倍，并伴随着细胞稳定极化与板状伪足（Lamellipodium）的缺乏，板状伪足是细胞边缘负责细胞移动的细胞骨架肌动蛋白。这样看来，COL17 胞外结构域脱落可以作为一种细胞内在抑制剂，通过信号传导抑制角质形成细胞的迁移速度和增殖135。41来源：文献检索3.4.3 干细胞迁移（续）对于胞外结构域未被剪切脱落的 COL17 皮肤可以加速再上皮化的机制，并不是很清晰。到底是剪切脱落的可溶性胞外结构域，还是剪切后产生的胞内结构域，或者是二者共同影响。目前并没有确定的答案。但已有有证据表明，脱落的胞外结构域对角质细胞的运动有直接抑制作用，主要原因有：高度稳定的释放 COL17 胞外结构域主要沉积在与层粘连蛋白332 结合的迁移细胞的轨迹中，从而导致基质的稳定和细胞的固定，但同时也引导了细胞的运动；在划痕伤口试验中，添加纯化的可溶性COL17 胞外结构域可减少角质细胞的迁移134。在另一项研究中，不脱落的 COL17 角质形成细胞前缘和后缘的突起完全失去了胞内结构域信号，而胞外结构域则没有明显变化，这表明COL17的胞内和胞外结构域均在角质形成细胞的迁移过程中起着重要作用。在另一项研究中发现，在角质细胞形成的前导和尾部细胞边缘突起中未检测到COL17胞内结构域的信号，而胞外结构域的信号没有明显差异，表明迁移角质细胞中缺乏COL17胞内结构域会导致不稳定的前后极化（Rear-to-front polarization）和层粘连蛋白332沉积的改变，而添加COL17胞内结构域可以恢复角质细胞的运动行为和板状伪足（Lamellipodium）的动力学。COL17还可以通过与细胞骨架进行复杂的相互作用来调节迁移。COL17的缺乏会触发肌动蛋白组织的改变，从而影响板状伪足（Lamellipodium）中肌动蛋白丝131。最近的一项研究报告称，COL17还可以通过网蛋白调节肌动蛋白和角蛋白的动力学94。在COL17的上游调控机制方面，BP-IgG与COL17结合，抑制其功能，降低细胞活力136；老化诱导的表皮生长因子受体（EGFR）下降抑制COL17蛋白水解，调控细胞活力94。也有研究证实，Wnt信号影响COL17，而COL17与伤口修复有关99。42XVII型胶原蛋白白皮书|2023第四章重组XVII型胶原蛋白04来源：文献检索4.1 重组与动物源型胶原蛋白区别重组型胶原蛋白相较于动物源型胶原蛋白在生产方式、安全性、生物相容性、成本、可持续性方面更具优势对于胶原蛋白的提取，可以通过重组和动物源（包括人源）提取的方法，但二者在来源、生产方法、提取过程、安全性等有显著不同(详细见下图)。因此，对于胶原蛋白的提取，通过动物源提取由于存在免疫性和病毒性两大问题，在实际操作过程中对于各项操作要求提出了更高的标准。此外，表达量的低下和规模化生产的困难也是要面临的挑战，这对XVII型胶原蛋白的提取同样适用。同时，XVII型胶原蛋白作为一种微量胶原蛋白，其从动物源提取的难度将进一步加大。因此，采用基因工程技术提取重组胶原蛋白，具有可持续性，已被广泛应用，成为最为理想的胶原蛋白提取方法137。重组胶原蛋白量化生产体系对比动物源型重组型来源来源于人体组织，例如皮肤、骨骼或肌腱使用基因工程方法在微生物、细胞培养或其他生产平台上生产的胶原蛋白通过将胶原蛋白的基因插入到表达系统中，使其产生胶原蛋白生产方式从人体组织中提取，需要经过一系列纯化和处理步骤使用基因工程技术在实验室条件下生产，可以实现大规模、高纯度的生产安全性&生物相容性由于来源于人体，生物相容性通常很好仍存在一些潜在的病原体传播和免疫反应的风险由于可以控制生产过程，潜在的病原体风险较低可以设计特定的结构或修饰以提高其功能性成本&可持续性由于来源有限且提取过程复杂，可能成本较高可实现大规模生产，因此具有较高的可持续性和经济效益44来源：文献检索4.2 重组胶原蛋白符合可持续发展目标重组型胶原蛋白提供了一个对环境、经济和社会更友好的生产方法，与动物源的胶原蛋白相比更有利于实现可持续发展的目标重组型胶原蛋白为胶原蛋白的生产带来了一个更为可持续、环境友好的选择，与当前全球面临的气候变化和资源短缺的挑战相一致，有望在未来得到更广泛的应用和推广。环境：环境上的影响是最为显著的。传统的动物来源胶原蛋白需要大规模的畜牧业来供应原材料，这导致了大量的土地、水和食物资源的消耗。而畜牧业还是温室气体排放的主要来源之一，对全球气候变化有着不容忽视的影响。相比之下，重组技术则大大减少了这些资源的需求和环境压力。使用微生物或细胞培养生产胶原蛋白不仅能够降低对水和土地的使用，而且还可以减少温室气体的排放，从而有助于对抗气候变化。经济：虽然重组胶原蛋白的初步研发和设备投资可能相对昂贵，但随着技术的进步和规模化生产，生产成本有望逐渐降低。此外，这种方法避免了与动物农业相关的风险，如疾病暴发、饲料价格波动等，从而为企业提供了更为稳定和可预测的生产环境。社会：随着消费者对环境和动物福利的日益关注，重组型胶原蛋白作为一个更为可持续的选择，有望获得更广泛的市场接受。这不仅能满足现代消费者的需求，还能为相关的生物技术和医药产业创造新的就业机会。45来源：文献检索4.3 重组胶原蛋白的表达体系大约30年前，研究人员开始使用重组DNA技术制备胶原蛋白的研究。在生物材料或生物医学领域中，重组胶原蛋白已成为动物源胶原蛋白材料的一种有吸引力的替代方法。重组胶原蛋白是通过将胶原蛋白的天然基因序列或重新优化设计的基因序列，导入选定的宿主细胞中，如大肠杆菌和酵母，经过培养、发酵、分离纯化等工艺，获得的具有一定天然胶原蛋白特征和主要功能的蛋白质。由于重组胶原蛋白分子单一、结构清晰、易于控制，因此在生物医学及组织工程领域具有很好的潜在应用价值。此外，重组胶原蛋白技术可以用于无法从组织中规模获取的胶原蛋白类型的大量生产及一些在其他动物群体（包括鸟类和海洋物种）中存在的独特胶原蛋白类型的生产。按照国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心发布的重组胶原蛋白生物材料命名指导原则138，重组胶原蛋白作为医疗器械领域的原材料，被分为3大类：重组人胶原蛋白（Recombinant human collagen protein）：由DNA重组技术制备的人胶原蛋白特定型别基因编码的全长氨基酸序列，且有三螺旋结构。重组人源化胶原蛋白（Recombinant humanlike collagen protein）：由DNA重组技术制备的人胶原蛋白特定型别基因编码的全长或部分氨基酸序列片段，或是含人胶原蛋白功能片段的组合。重组类胶原蛋白（Recombinant collagen-like protein）：由DNA重组技术制备的经设计、修饰后的特定基因编码的氨基酸序列或其片段，或是这类功能性氨基酸序列片段的组合。其基因编码序列或氨基酸序列与人胶原蛋白的基因编码序列或氨基酸序列同源性低。通过重组DNA技术提取胶原蛋白的流程为：获取目的基因及质粒构建和扩增菌种培养种子培养发酵生产分离均质分离纯化等步骤，而用基因工程提取胶原蛋白技术上的难点在于获取目的基因及质粒构建和扩增（即基因片段的选择及三螺旋结构的构建）、细胞转染、蛋白纯化等环节。常见的有5种表达体系，不同的表达体系得到的重组蛋白活性、复杂程度及表达率存在差异，通常根据下游应用及生产需要选择相应的表达体系。原核细菌蛋白表达系统（大肠杆菌等）真核酵母蛋白表达系统（毕氏酵母/酿酒酵母等）真核昆虫细胞蛋白表达系统（被杆状病毒感染的昆虫细胞等）真核哺乳动物细胞蛋白表达系统（CHO细胞、HEK293细胞等）植物表达体系（烟草、番茄等）464.3.1 原核生物（大肠杆菌）表达体系大肠杆菌表达系统是目前应用最广泛的蛋白质表达系统，其遗传背景清晰，发酵成本低、生产周期短、效率高，可以快速大规模生产外源蛋白，具备规模化生产外源蛋白的潜力。大肠杆菌已被成功用于表达多种重组类人胶原蛋白，常见载体包括pGE、pET系列，尽管所表达的胶原蛋白通常缺乏羟基化，但仍能表现出良好的热稳定性139。范代娣教授团队利用大肠杆菌表达发酵获得的不同类型的重组I、II、III型胶原蛋白（分子量分别为97、110、130 kDa）其最高产量达14 g/L，构建了不同类型和不同分子量的胶原蛋白分子库140 141。王皓在大肠杆菌系统中表达类人胶原蛋白基因COL6A2，获得了分子量为30 kDa重组类人VI型胶原蛋白142。李瑛琦等构建大肠杆菌表达菌株表达类人III型胶原蛋白，并发酵扩大培养提升类人III型胶原蛋白（分子量为13 kDa）的产量可以达到3.02 g/L143。杨霞报道采用大肠杆菌表达系统表达一种单链重组类人胶原蛋白，由人III型胶原蛋白肽段作为基本重复单元（30个氨基酸残基）重复16次后连接人胶原蛋白II型肽段（10个氨基酸残基）为末端，通过发酵实现了制备144。然而，大肠杆菌由于自身缺乏脯氨酸羟化酶，因此在单独表达胶原蛋白时不能获得羟基化的胶原蛋白，无法有效形成三螺旋结构，进而抑制了天然结构胶原分子到胶原纤维的自组装。细菌体系表达重组胶原蛋白存在的羟基化问题可以通过额外转导引入羟化酶来解决。另外一方面，虽然在大肠杆菌中可获得羟化的类人胶原蛋白，但产量普遍不高，为满足市场上对胶原蛋白的需求还须不断探索与改进。来源：文献检索4.3.2 酵母表达体系酵母表达体系因其易于遗传修饰，且具有合成翻译后修饰和蛋白质折叠所需酶的能力，理论上具有易高细胞密度发酵和低成本优势等优点。迄今为止，利用酵母表达人胶原蛋白的研究较多，如毕赤酵母、汉逊酵母和酿酒酵母等，其中利用毕赤酵母工程菌表达获得的重组人胶原蛋白的表达量和羟化效率最高。Myllyharju等将人I、II和III型胶原蛋白编码基因整合到含脯氨酸羟化酶的毕赤酵母工程菌中，获得的重组胶原蛋白均能被充分羟基化，且通过持续供氧使产量达到0.20.6 g/L，获得的人I、II和III型胶原蛋白的分子量为116200 kDa145146。Fibro Gen公司采用该技术生产重组类人I和III型胶原蛋白，并应用于止血剂和角膜再生材料商业化产品的研发147。范代娣教授课题组在毕赤酵母GS115中实现了人I型和III型胶原1链基因和脯氨酸-4-羟化酶基因共表达，实现羟化人I型和III型胶原蛋白1链（分子量为130 kDa）（无N末端前肽和C末端前肽）的高效生产，酵母体系重组胶原蛋白分别被用于研制创伤修复材料、注射凝胶类材料及软骨修复类等医学领域。徐立群表达了重组型胶原蛋白（分子量为32 kDa），为其活性功能的探讨及其生产奠定基础148。杨树林教授课题组以人III型胶原蛋白1链编码基因为模板，在毕赤酵母细胞中表达重组胶原蛋白（分子量55 kDa），12.5L发酵罐体系表达量为3.81 g/L149。钱松等分别在毕赤酵母SMD1168中实现编码人I型胶原蛋白1和II型胶原蛋白1链的优化基因的表达，实现了成熟全长的人I型胶原蛋白1链（分子量为97.15 kDa）和成熟全长II型胶原蛋白1链（分子量为98.5 kDa）（均为包含N末端前肽、三螺旋区域、C末端前肽的成熟全长氨基酸序列）的高效生产表达150151。侯增淼等基于人I型胶原蛋白Gly-X-Y序列设计编码亲水性Gly-X-Y胶原肽段的核苷酸序列，构建类人胶原蛋白毕赤酵母工程菌，获得表达量达4.5 g/L，纯度大于95%的重组类人胶原蛋白（分子量为38 kDa）152。总体而言，重组胶原蛋白能够通过与脯氨酸-羟化酶在毕赤酵母中共表达实现充分的羟基化，且随着发酵产量的逐步提高，具备了工业化生产前景。酿酒酵母也被许多人用来生产重组胶原蛋白。Chan等设计了含有脯氨酰羟化酶的酿酒酵母可制备III型胶原蛋白（分子量为190和270 kDa）153，但脯氨酸羟基化水平约0.5%，显著低于天然人胶原蛋白。Vaughn等采用不同的克隆策略提升了III型胶原蛋白（分子量为30和60 kDa）的羟基化水平，但仍低于天然胶原蛋白154。虽然酵母重组人胶原蛋白与天然人胶原蛋白相似度更高，但多为同源三聚体。然而，相对更难表达的异源三聚体胶原，如人I型胶原，由于其在组织中含量最高、被研究报道得最多，同时科学界对其性能安全性了解最清晰，因此在生物医药或组织工程等领域比同源三聚体胶原，如II和III型胶原，具有更广泛的潜在应用前景。Toman等采用优化克隆表达脯氨酰羟化酶两个亚单位的在酿酒酵母，成功制备人I型胶原蛋白1链和2链，其1链和2链比例与天然I型胶原具有的比例（21）相似155。Olsen等通过去除对于I型胶原蛋白三螺旋结构非必需的N和C末端区域，以提高酿酒酵母生产重组人I型胶原蛋白的产量156。474.3.3 植物表达体系重组胶原蛋白已经在几种植物系统中被成功表达，如玉米（Zea mays）和烟草植物（Nicotiana tabacum）中的植物细胞，通过与羟基化酶共表达能够产生重组I型胶原同源三聚体（分子量为70.0120.0 kDa），但通常存在着外源蛋白表达量低等问题。Merle等通过共表达人I型胶原蛋白1链基因和嵌合的P4H基因至烟草植株，成功制备羟基化的同源三聚体重组I胶原蛋白（分子量为120.0 kDa）157。这是第一次在烟草中运用瞬时表达技术，共表达动物细胞来源修饰酶，以提高植物中重组蛋白的质量。Eskelin等以大麦种子作为宿主，表达了人I型胶原蛋白的1链（分子量为45 kDa）158。Stein等在烟叶中将人I型胶原蛋白1链和2链编码基因、人源脯氨酸羟化酶和赖氨酸羟化酶基因进行共表达（分子量为170.0 kDa），产量为20 g/L，且羟脯氨酸和羟赖氨酸的含量分别为7.55%和0.74%，羟基化程度与天然人I型胶原蛋白非常接近159。该技术已被Collplant公司用来商业化生产重组I型人胶原蛋白用于临床应用的产品中。来源：文献检索4.3.4 昆虫表达体系昆虫杆状病毒表达载体系统（Baculovirus expression vector systems，BEVS）由杆状病毒表达载体和病毒感染的昆虫宿主组成的二元表达系统，由于其可以对真核蛋白进行翻译后加工等过程而被广泛地用于真核基因的体外表达。而且昆虫是杆状病毒的自然宿主，不会感染其他动物、植物及人类，具有较高的安全性。Nokelainen等构建了两株杆状病毒表达系统，其中一株编码II型胶原链，另一株编码人P4H的和亚基，共转染昆虫细胞后，成功表达了具有稳定三螺旋结构的人II型胶原蛋白（分子量为120.0 kDa），表达量可以达到50 mg/L160。齐琦等研究了利用重组杆状病毒多基因表达系统高效表达人II型胶原蛋白全序列。利用重组病毒Bm NPV-Col-IM注射5龄起家蚕幼虫，得到的重组人II型胶原蛋白（分子量为300.0 kDa）可高达约1 mg/头161。但是，昆虫杆状病毒表达系统也存在着一定的缺陷，例如无法连续表达异源蛋白，无法产生复杂的糖基侧链。分离的昆虫细胞也被用作重组胶原蛋白表达系统，如由甘蓝夜蛾（Trichoplusia ni）获得的克隆High FiveTM（HF）昆虫细胞。在没有重组脯氨酸-羟化酶P4H的情况下，HF细胞能够表达含4-羟基脯氨酸的重组人III型胶原蛋白，但热稳定性较低。添加重组脯氨酸-羟化酶P4H或在培养基中添加抗坏血酸均可提升胶原的羟基化水平和热稳定性162。Tomita等构建了胶原蛋白表达载体，并采用基因植入方法，通过转基因蚕的丝腺分泌表达人III型胶原蛋白片段（分子量为53、75和88 kDa），长度约为天然人III型胶原蛋白全长的1/5，含量约为占蚕茧干重的1%，且脯氨酸羟基化不充分163。Adachi等采用多基因共表达技术实现I型胶原蛋白1链和高活力脯氨酸羟基化酶P4H的共表达，转基因蚕的P4H活力是野生型的130倍，利用转基因蚕的中部丝腺分泌表达人I型胶原蛋白1链，表达量提高到蚕茧干重的8%，但所表达的人I型胶原蛋白链（分子量为120.0 kDa）缺乏羟脯氨酸，不能形成三螺旋结构164。4.3.5 哺乳动物或人细胞表达体系利用现代分子生物学技术，重组DNA可以被导入受精卵整合到宿主基因组中，实现重组胶原蛋白在转基因动物各组织和器官中的表达。John等在转基因小鼠乳腺中表达了完全羟基化的重组胶原蛋白（分子量为60 kDa）165。Toman等在转基因小鼠乳腺内成功表达了可分泌、可溶性、具有螺旋结构的人I型原胶原同源三聚体（分子量为160 kDa），表达量高达8 mg/mL166。Hou等在中国仓鼠卵巢内表达人型胶原蛋白（分子量为290 kDa）167。多种人类细胞系，包括纤维肉瘤细胞（HT-1080）和胚胎肾细胞（293-EBNA）被成功用于制备重组人胶原蛋白I型、V型（分子量为120和250 kDa）和型（分子量为290 kDa）。然而，目前细胞表达体系制备重组胶原蛋白因产量低不能满足工业规模生产的需求。而转基因哺乳动物是重组人胶原蛋白可能的高产来源。48来源：文献检索4.4 重组胶原蛋白的优势重组胶原蛋白在生物材料和生物医学等领域中具有广泛的应用前景重组胶原蛋白相比于传统方法提取的动物源性胶原，水溶性更好，可加工性能更强，并且具有组分单一、制备过程可控、生产周期短等特征，产品品质也更容易控制。重组胶原蛋白的优势主要表现在：通过基因工程手段在不影响胶原蛋白功能的条件下增加其亲水性氨基酸的含量，从而提高重组胶原蛋白的亲水性，使它们在实际应用中，特别是组织工程材料构建过程中更易于使用；重组单链结构胶原具有更多的活性结合位点，即便是三螺旋结构的重组胶原蛋白也会比天然人组织胶原结构更为松散，暴露出更多生物活性区域，易于与细胞或其他生物活性分子间发生相互作用，在许多方面可能表现出更强的生物活性。例如，重组胶原蛋白具有更强的促成纤维细胞募集、黏附、增殖和迁移的能力，在皮肤修复及皮肤组织工程领域展现出更强的功能性；对于具有催化氧化反应特性的金属离子如铁、铜、汞、镉，具有更强的螯合能力，从而发挥更优异的抗氧化特性、减少皮肤氧化损伤和美白的作用；强化了胶原蛋白富集血小板和凝血因子的能力，表现出更优异的止血与促伤口愈合能力；通过重组技术能够实现胶原蛋白分子进行理性设计和改造，生产天然胶原蛋白的新变体，例如，具有更多数量或种类活性官能团的新胶原蛋白分子、具有多重特定功能结构域的新胶原蛋白序列，以及基于胶原与其他类型分子（如生长因子）的新嵌合构建体。针对特定应用需求实现胶原蛋白的理性设计和合成，进一步强化胶原蛋白的功能性，以适应食品、化妆品、生物材料等不同领域的应用需求。49来源：政府官网4.5 重组胶原蛋白的行业标准国家药监局针对重组胶原蛋白的相关行业标准持续完善近年来，国家及各级地方政府发布了多项重组胶原蛋白行业利好政策，鼓励国内合成生物关键核心技术和重大应用方向创新，明确了重组胶原蛋白行业的发展方向与要求，加强重组胶原蛋白原料及产品领域规范，为行业发展创造了优良的外部环境，推动重组胶原蛋白产品创新发展，促进行业规模的进一步增长。2021年以来（重组）胶原蛋白行业相关政策与文件发布时间发布机构政策名称主要内容2021.03国家药监局重组胶原蛋白生物材料命名指导原则重组胶原蛋白生物材料名称由核心词和特征词组成，按“特征词 核心词（A B）”结构编制，例如重组III型人源化胶原蛋白溶液核心词和特征词应根据其真实属性和特征，优先在术语表中选择2021.03国家药监局关于医疗器械主文档登记事项的公告主文档内容主要涉及医疗器械原材料等为境内提出的进口第二类、第三类及境内第三类医疗器械（含体外诊断试剂）注册、变更、临床试验审批等申请事项中所引用主文档的登记简化注册申报流程2021.04 国家药监局重组胶原蛋白类医疗产品分类界定原则 重组胶原蛋白类产品的管理类别应当不低于第二类作为无源植入物应用时，应当按照第三类医疗器械管理作为医用敷料应用时，若产品可部分或者全部被人体吸收，或者用于慢性创面，按照三类医疗器械管理否则按照二类2022.10 商务部研究院国内高品质胶原蛋白行业发展白皮书走高质量发展之路，深化产学研政合作，提高生产工艺和产品附加值，延伸产品链和升级产品从源头上加强把关，重视胶原蛋白的标准制定和规范化应用倡议企业尽量把更多的高端产品留在国内，推动国内消费升级。2022.12 国家药监局器审中心整形美容用重组人源化胶原蛋白注射材料技术审评要点（试行）确认整形美容用重组人源化胶原蛋白注射材料的管理类别为III类，并要求提供原材料选择、配方确定、人源化胶原蛋白的降解代谢机制及特性研究等信息，进一步明确了审评程序2023.01 国家药监局重组人源化胶原蛋白行业标准规定了重组人源化胶原蛋白的质量控制、技术要求、试验方法、稳定性、生物学评价以及包装、运输和贮存等2023.04 中国抗衰老促进会重组胶原蛋白原料质量要求及功效评价方法规定了适用于作为化妆品原料的重组胶原蛋白的术语和定义、质量要求、检测方法、功效评价、检验规则等2023.05 国家药监局器审中心重组胶原蛋白创面敷料注册审查指导原则主要针对医疗器械用重组人源化胶原蛋白原材料的评价提供方法2023.05 国家药监局器审中心重组人源化胶原蛋白原材料评价指导原则适用于第2类医疗器械管理的重组胶原蛋白创面敷料的适用范围和注册审查504.6 重组XVII型胶原蛋白的设计与生产4.6.1 重组人源化XVII型胶原蛋白如前文所述，重组XVII型胶原蛋白也可以分为3大类：重组人XVII型胶原蛋白、重组人源化XVII型胶原蛋白、重组类XVII型胶原蛋白。其中，重组人XVII型胶原蛋白需包含人XVII型胶原蛋白的全长氨基酸序列，生产困难大；重组类XVII型胶原蛋白其基因编码序列或氨基酸序列只是部分与人胶原蛋白一致，人同源性较低。因此重组人源化XVII型胶原蛋白一般被认为是人XVII型胶原蛋白重组生产的最佳方法。在下文中，将以江苏创健医疗科技股份有限公司（简称创健医疗）的重组人源化XVII型胶原蛋白（以下若非特别说明，创健医疗重组XVII型胶原蛋白均指其重组人源化XVII型胶原蛋白）的设计与生产为例进行详细介绍和说明。来源：公司官网、文献检索创健医疗成立于2015年，是一家临床医学导向的重组胶原蛋白全产业链平台型企业，拥有生物合成平台及医疗器械转化平台，专注新型生物材料与创新蛋白、核酸药品、食品的研发、生产与销售，在重组胶原蛋白领域拥有5项授权重组胶原蛋白核心序列专利。创健医疗也是YYT 1849-2022重组胶原蛋白、YYT 1888-2023重组人源化胶原蛋白行业标准的起草单位之一，也是重组胶原蛋白原料质量要求及功效评价方法团体标准（编号：T/ZGKSL 0052023）的牵头单位。创健医疗目前已经先后实现了重组I、II、III、XVII型胶原蛋白的规模化和标准化生产。针对重组XVII型胶原蛋白提取，创健医疗通过技术创新，克服了重组人XVII型胶原蛋白序列（非单一性）的优化选取难题、在毕赤酵母分泌表达效率不高、现有重组人XVII型胶原蛋白仅有细胞黏附活性、现有重组人XVII型胶原蛋白未能规模化制备生产等技术问题，成功实现在毕赤酵母中的重组人XVII型胶原蛋白的规模化、高密度、高表达的发酵生产和纯化171。创健医疗通过重组XVII型胶原蛋白，为胶原蛋白的生产提供了一个更加可持续和环保的选择，充分体现了公司积极践行绿色可持续发展理念的行动。此外，创健医疗还注重将环保理念贯穿于产品的全生命周期中，并实施了产品全生命周期碳盘查。公司目前已获得IS0 14064公司温室气体排查申明和IS0 14067产品碳足迹认证，并采取了减排措施，积极推动绿色办公和绿色运营。目前，创健医疗正在积极申报省级绿色工厂，以进一步推动公司的绿色发展。案例介绍 创健医疗4.6.2 真核微生物酵母表达体系如前所述，现有重组蛋白主要由原核（大肠杆菌）表达体系，酵母表达体系、植物表达体系、昆虫细胞表达体系、哺乳动物或人细胞表达系统五大类表达系统进行生产。关于哺乳动物细胞表达人XVII型胶原蛋白的研究较少，且多处于实验研究阶段；最早使用原核表达（大肠杆菌、pGEX表达载体）的是非螺旋区NC16序列的融合蛋白，其余表达系统暂无成功表达人XVII型胶原蛋白的报道，尤其是毕赤酵母表达系统。其中哺乳动物细胞表达成本高、产量低，多用于高价值的药用蛋白表达生产。哺乳动物细胞表达的人XVII型胶原蛋白，无论是瞬时转染表达还是稳定转染细胞系表达，蛋白质表达量极低，同时其所使用的培养基昂贵，只能满足科学研究中微量的使用。昆虫细胞表达系统除成本高、成量低外，其翻译后修饰与人细胞差异巨大，胶原蛋白的大量生产应用一般不采用这两种方式。原核表达（大肠杆菌表达系统）的胶原蛋白没有对蛋白质的翻译后修饰，有大规模放大前景的原核表达只能是胞内表达，需要进行菌体的裂解，会有大量杂质蛋白与目的蛋白混合，对纯化工艺都有极高的要求，且原核表达体系天然带有内毒素、肽聚糖（细菌细胞壁成分），需要复杂的纯化工艺才能去除。51来源：文献检索4.6.2 真核微生物酵母表达体系（续）相比之下对于毕赤酵母，其是真核微生物，拥有真核生物完整的细胞器，能对翻译的蛋白质进行一定的翻译后修饰（尤其是糖基化修饰），有力支撑蛋白质生物学功能的实现。以其建立表达系统同时拥有微生物表达系统可高密度发酵生产、低的培养成本、短周期、高表达等规模化工业生产的优点；其可分泌于胞外的特性，可避免菌体裂解带来的杂质蛋白；细胞壁成分中不含内毒素、肽聚糖。并且毕赤酵母遗传背景清楚。此外，无论是以上的哺乳动物细胞表达，还是大肠杆菌表达，均只停留于小体积实验室级别的培养、生产，还没有进行规模化生产。但重组胶原蛋白的应用前提是能够进行规模化、高密度、高表达的发酵生产和纯化，一般来说，经过500 L体积的中试发酵实验的验证方有工业级别、规模化放大生产的可能性。综合以上考虑，创健医疗的重组人XVII型胶原蛋白生产选择具有细胞外分泌表达、易提纯，遗传稳定性高，毒素安全隐患低、有翻译后修饰活性且生产成本相对较低的毕赤酵母真核表达体系。4.6.3 序列设计与产品人XVII胶原蛋白属于跨膜类的胶原蛋白，有胞内结构域、跨膜区、胞外结构域。一般来说跨膜蛋白在真核细胞中表达时，大多数时候并不会分泌于胞外，而是会固定于细胞膜上。此外，人XVII胶原蛋白的氨基酸序列很长（1497个氨基酸）、相应的蛋白质分子量也较大（180 kDa），理论上很难有效分泌于胞外且易于被降解。因此，要成功实现重组表达就需要进行相关序列的选取。创健医疗研究团队从人XVII型胶原蛋白的第15胶原结构域、C末端区、中间区域等多个螺旋区序列中优化筛选后，进行序列的组合（详见下文）。组合序列与人XVII型胶原蛋白的氨基酸序列对应部分100相同，同时实现了人XVII型胶原蛋白于毕赤酵母这种真核宿主细胞的高效分泌可溶性表达。XVII型胶原蛋白的第15胶原结构域是其最大的胶原结构域，位置如下图所示，能有效支持角质形成细胞的黏附172。研究发现，第15胶原结构域的缺失导致了表皮粘附性缺陷和皮肤脆性表型。遗传学实验已经证明XVII型胶原蛋白的第15胶原结构域在体外以整合素1依赖的方式促进细胞黏附。相关研究也已证实，重组表达后的第15胶原结构域具有更强的细胞黏附活性，并且比纤维粘连蛋白具有更强的细胞迁移活性173。研究表明，第15胶原结构域内的12个KGD位点（一种特殊类型的整合素结合位点）可能构成了它被角质细胞整合素识别的分子基础，具有功能的不可替代性。XVII型胶原蛋白的第15胶原结构域的位置52来源：文献检索4.6.3 序列设计与产品（续）从KGD活性区域的基本要素点出发进行序列设计，同时兼顾其他活性位点或片段，以及序列的稳定等因素。综合研究人员积累的研究经验，创健医疗研究人员选取人XVII型胶原蛋白1链的5段结构域串联而成重组XVII型胶原蛋白的序列。分别是：第15胶原结构域567-619（53 aa）；第15胶原结构域641-715（75 aa）；第12胶原结构域906-938（33 aa）；第11胶原结构域951-977（27 aa）；第1胶原结构域1438-1482（45 aa）。重组后的序列是包含10个含KGD区域序列的融合表达，同时兼容其他活性位点序列。这样的序列组合使各区域序列的功能得以集成，并不是单独分别表达而是作为一个整体进行表达，避免了重组胶原蛋白的序列单一性。重组XVII型胶原蛋白的完整序列包含249个氨基酸（下图中上），其1-10为Strep-Tag II标签序列、11-243为XVII型胶原蛋白序列、244-249为6His Tag标签序列，分子式：C1039H1589N323O316S4，分子量：23789.28 Da。氨基酸序列人源分析结果显示100%同源，为重组人源化胶原蛋白。经过酵母发酵生产、分离、提纯等生产工序，利用LC-MS/MS蛋白全序列分析和Nano HPLC-MS/MS质谱肽段检测显示，氨基酸全序列分析与理论对比一致，所获得样品中含量（相对丰度）100%的蛋白为重组XVII型胶原蛋白，比对准确率99.0%。经过X射线衍射测定的结构收录于PDB数据库（8K4X）。最终获得的冻干重组XVII型胶原蛋白产品如下图中的右下所示，左下为扫描电镜获得产品微观图像。综上，创健医疗重组XVII型胶原蛋白是通过基因重组和发酵纯化技术获得的与人XVII型胶原蛋白的氨基酸序列一致的新型胶原蛋白材料，不仅实现了低丰度胶原蛋白生产的突破，同时也为满足可持续发展的目标（SDGs）的绿色化生产提供了范例。产品生物合成过程主要为：酵母菌培育酵母发酵蛋白纯化，产品的研发与生产不涉及任何人体或动物的组织或成分，具有非动物来源、无需溯源、蛋白序列确定、无批次差异、无动物源免疫原性、水溶性很好和可加工性极强的优点。此外，创健医疗重组XVII型胶原蛋白还具有优异的细胞黏附活性、促细胞迁移活性以及促进组织再生和促进毛囊修复再生的生物学活性。这将在后续章节进行详细介绍。创健医疗重组XVII型胶原蛋白序列与产品53XVII型胶原蛋白白皮书|2023第五章重组XVII型胶原蛋白的生物功能性05物理化学性质重组XVII型胶原蛋白为固体粉末状,白色或灰白色；无气味熔点超过300 C，沸点/沸程超过300 C，相对密度1.44 g/cm3（20C）不溶于水，溶解度小于0.1 mg/L（20 C）。溶解于稀释的无机酸、有机酸及极性溶剂闪点超过100 C，可燃性不明显，难燃，不会自燃不会发生危险反应，如聚合反应、自身分解等。与水接触不产生可燃性气体健康危害根据安全数据表危险性概述部分，该物质不属于危险品，正常条件下无健康危害吸入：正常条件下不产生粉尘，即使吸入也无明显刺激性；食入：无明显毒性，但大量食入可能引起胃肠道不适眼睛接触：无刺激性，可立即用水冲洗皮肤接触：无刺激性，可用水及肥皂清洗暴露后无需特殊治疗，无生命危险安全响应暴露后采取一般的洗涤措施，无需特殊的物理及化学处理无需特殊的保护装备和紧急处理程序避免粉尘积聚并吸入，操作时可戴口罩稳定性&反应性正常环境条件下化学稳定，不会发生危险反应避免酸、碱条件，避免高温不与其他物质发生危险反应(如聚合、分解等)不属于自反应和自然分解的物质毒理学信息急性毒性：经口LD50 15000 mg/kg（大鼠）刺激性：皮肤和眼睛无刺激性致敏性：无致敏反应长期毒性：无明确证据生态影响不溶于水，对水生生物无害不会对环境产生不良影响无需特殊的废弃处理方法5.1 安全性创健医疗重组XVII型胶原蛋白MSDS安全数据表来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据重组XVII型胶原蛋白在正常使用条件下不会对人体和环境产生危害或危险反应、无细胞毒性对于重组XVII型胶原蛋白的安全性，依据创健医疗重组XVII型胶原蛋白MSDS安全数据表，编号TT-RD-C-MSDS-017-00。重组XVII型胶原蛋白的安全性总结如下。55重组XVII型胶原蛋白无细胞毒性此外，研究人员通过测定吸光度的方法研究了重组XVII型胶原蛋白对人永生化角质形成细胞HaCaT，人成纤维细胞HFF-1，人毛乳头细胞DPC三种细胞类型活力的影响，对重组XVII型胶原蛋白的细胞毒性进行了评价。研究人员收集指数生长期的细胞，计数后，按 110/孔分别将HaCaT、HFF-1和DPC细胞铺于96孔板中，每组设置五个复孔；培养24 h后分别加入1 mg/mL的重组XVII型胶原蛋白；继续培养48 h后，吸掉原培养基后用PBS清洗1次，加入新鲜培养基，每孔加入10L CCK8（CCK8试剂检测方法是用来测定细胞增殖或毒性实验中活细胞数目的一种高灵敏度，无放射性的比色检测法）。于37孵育1h后，用多功能酶标仪在波长450 nm下检测各孔的吸光度，统计分析各组的细胞活力。研究结果如下图所示，重组XVII型胶原蛋白在0.254 mg/mL作用浓度梯度内，对HaCaT细胞活性均呈现促进作用趋势，无毒性作用，差异具有统计学显著性。结果表明重组XVII型胶原蛋白在一定的作用浓度下对表皮HaCaT细胞具有安全性及一定的促进增殖活性的作用趋势。重组XVII型胶原蛋白在0.254 mg/mL作用浓度梯度内不影响HFF-1和DPC的吸光度，无统计学差异性。因此，可以得出结论：重组XVII型胶原蛋白处理对HaCaT、HFF-1和DPC细胞均无毒性作用。综上，根据安全数据表和细胞毒性实验，重组XVII型胶原蛋白属于安全性较高的物质，在正常使用条件下不会对人体和环境产生危害或危险反应、无细胞毒性。总体来说，重组XVII型胶原蛋白的安全性较高。来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据565.2 细胞黏附活性重组XVII型胶原蛋白具有优异的细胞黏附活性常州大学药学院功能纳米材料与生物医学检测实验室研究人员采用正常培养NIH/3T3细胞对重组XVII型胶原蛋白的黏附活性进行了评价。黏附活性检测流程参考已有研究文献174。取重组XVII型胶原蛋白纯化冻干品、对照人胶原蛋白及牛血清白蛋白（BSA）以纯水或1 M HCl溶液溶解，以UV蛋白定量经验公式：C(mg/mL)0.144*(A215A225)测定蛋白浓度，再以PBS（pH 7.4）稀释至0.5mg/mL。向96孔细胞培养板中加入100 L各种要测试的蛋白溶液，空白PBS溶液作为对照，室温静置60 min；再向每孔中加入105个培养状态良好的NIH/3T3细胞，37、5%CO孵育60 min。以PBS清洗孔中细胞4次。使用LDH检测试剂盒检测OD492nm的吸光度值，以检测细胞迁移活性。OD492nm的吸光度相应地表征出胶原蛋白样品的细胞黏附活性：越高，说明蛋白黏附的细胞越多，黏附活性越高。研究发现（下图）重组XVII型胶原蛋白的细胞黏附活性均优于天然人胶原蛋白和BSA，说明其能在短时间内帮助细胞贴壁或黏附于细胞外基质之上，更利于构建更佳的细胞外环境。重组XVII型胶原蛋白具有好的促细胞黏附活性来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据575.3 促细胞迁移活性重组XVII型胶原蛋白具有促细胞迁移活性细胞迁移在多细胞生物体的发育和组织维持过程中发挥着基础性作用，而细胞迁移异常则存在于癌症和动脉粥样硬化等多种病理疾病中。细胞迁移包括单个细胞、细胞片或细胞簇从一个位置向另一个位置的移动。迁移可分为两大类：单细胞迁移和细胞集体迁移。在细胞集体迁移过程中，多个细胞在细胞-细胞粘附、细胞集体极化、细胞骨架活动协调以及化学和机械线索的调控下进行协调运动。体外细胞迁移实验是细胞迁移研究的核心方法，可以运行研究人员在受控实验条件下量化细胞迁移能力。划痕或伤口愈合试验成本低、实验设计简单，是研究细胞迁移的首选方法。划痕试验具体原理为在多孔测定板中使细胞单层生长至汇合，在单层细胞中形成一个“缺口”（无细胞区域），细胞可以迁移至其中，监测划痕区域的重新定植情况，以量化细胞迁移。在划痕实验中，有多种量化方法可用于评估细胞的集体迁移。最常见的方法侧重于“缺口”宽度或面积变化，迁移率c可通过特定时间点的“缺口”面积百分比来间接评估。一般用下式计算，其中，A(t)为t时刻无细胞空白区域面积，A(0)为初始时的无细胞空白区域面积。=1 0 100%因此，体外细胞迁移实验在一定程度上模拟了体内细胞迁移的过程，可以直接反映了细胞与胞外基质，及基质影响下细胞之间的相互作用。参考上述细胞迁移活性实验流程175，常州大学药学院功能纳米材料与生物医学检测实验室研究人员研究了重组XVII型胶原蛋白对细胞迁移活性的影响。取重组XVII型胶原蛋白纯化冻干品、对照人胶原蛋白及牛血清白蛋白（BSA）溶解，测定蛋白浓度，再以DMEM无血清培养（GIBCO，pH 7.4）稀释至0.5 mg/mL（稀释后，调节其pH稳定于7.07.4）。正常培养、传代NIH/3T3细胞。将状态良好的细胞接入6孔板，每孔按照2104细胞/mL密度接种2 mL细胞悬液，培养36 h。用200 L枪头制备划痕，用PBS清洗细胞3次，去除划下的细胞。于孔中加入DMEM无血清培养基稀释的蛋白溶液，继续放入37、5%CO培养箱培养，0、24、48 h取样、拍照。使用Image J软件对细胞迁移的图片进行处理，获得初始划痕面积和无细胞空白区域面积数据（两红线内的面积），计算迁移率c。在此实验体系中，细胞迁移活性可以有效表征胶原蛋白生物学活性的指标，迁移率越高，速度越快，胶原蛋白的生物学活性越佳。如左图所示的不同时间下拍摄的细胞迁移实际对比图（量化两红色线内的“缺口”区域）及右图所示的计算细胞迁移率c（Image J计算无细胞空白区域）的比较可知，重组XVII型胶原蛋白均有比天然人胶原蛋白更优的细胞迁移活性。来源：文献检索、创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据划痕实验检测重组XVII型胶原蛋白促细胞迁移活性重组XVII型胶原蛋白具有促细胞迁移活性585.4 调节毛囊和皮肤细胞相关功能基因重组XVII型胶原蛋白能够促毛囊修复再生通过将1 mg/ml重组XVII型胶原蛋白作用于人永生化角质形成细胞HaCaT，人成纤维细胞HFF-1，人毛乳头细胞DPC三种细胞，与不进行任何处理的空白对照组的基因表达差异进行比较，来评价重组XVII型胶原蛋白对毛囊和皮肤相关功能基因的影响。实验室冻存的HaCat细胞和DPC细胞采用含有10%胎牛血清、1%双抗DMEM培养基进行复苏，实验室冻存的HFF-1细胞采用含有15%的胎牛血清、1%双抗的DMEM培养基进行复苏，随后置于含有5%CO的37 C恒温培养箱孵育。待细胞培养密度达到培养皿70%时，用胰酶在37 C下消化细胞并离心收集细胞，重悬铺板进行传代，4872 h传代一次，传代比例为1:3。随后采用实时定量PCR（qRT-PCR）分别检重组XVII型胶原蛋白处理对HaCaT、HFF-1和 DPC细胞相关功能基因表达的影响。在HaCaT中检测AQP3基因表达，在HFF-1细胞中检测胶原相关基因Col1A1、Col1A2、Col3A1、MMP3、MMP9表达，在DPC中检测Wnt/-catenin通路相关基因Wnt10a、LEF1、-catenin和Axin2表达和VEGF通路相关基因VEGFA表达。其中Wnt/-catenin信号通路具有调控毛发生长周期、促进毛囊分化的作用。结果左如图所示，重组XVII型胶原蛋白处理能够促进HaCaT细胞AQP3基因表达，AQP3是水通道转运蛋白，有利于改善皮肤屏障功能；在HFF-1细胞中发现，重组XVII型胶原蛋白处理能够下调HFF-1中MMP3和MMP9基因表达，说明重组XVII型胶原蛋白处理能够抑制基质金属蛋白酶表达，可能对抑制胞外基质胶原降解产生作用。在另外一项关于重组XVII型胶原蛋白影响HaCaT相关基因研究中，将0.05%重组XVII型胶原蛋白作用于HaCaT细胞，与不进行任何处理的空白对照组进行基因表达差异的比较。通过检测基底膜相关蛋白基因，包括胶原蛋白基因（IV型、VII型、XVII型胶原蛋白）、层粘连蛋白Laminin5、整合素ITG-4及巢蛋白Nidogen的表达，探究重组XVII型胶原蛋白对基底膜的影响。结果发现，如右图所示，0.05%重组XVII型胶原蛋白可显著促进HaCaT细胞COL7（P0.001）、COL17（P0.05）基因表达，并显著促进整合素ITG-4（P0.05）、层粘连蛋白Laminin5（P0.0001）、巢蛋白Nidogen（P0.01）基因表达。上述结果提示重组XVII型胶原蛋白具有维持基底膜结构稳定从而保护基底膜的作用。重组XVII型胶原蛋白调节细胞AQP3等基因表达重组XVII型胶原蛋白促进基底膜相关基因表达来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据59重组XVII型胶原蛋白促进Wnt等相关基因表达重组XVII型胶原蛋白处理细胞后转录组差异基因分析在DPC中，经初步实验结果显示，如左图所示，在用1mg/mL重组XVII型胶原蛋白处理能够上调DPC中LEF1（Lymphoid EnhancerBinding Factor 1，淋巴样增强子结合因子1，主要参与典型的Wnt/-catenin信号通路）、-catenin（-连环蛋白，是一种多功能蛋白质，Wnt/-catenin信号通路中关键转录因子）、VEGFA基因的表达。Wnt10a和Axin2基因表达也显著上调（左图），初步提示重组XVII型胶原蛋白处理能够促进DPC中Wnt/-catenin和VEGF通路基因表达。更详细地，研究人员对重组XVII型胶原蛋白处理后的将HaCaT、HFF-1和DPC细胞样品进行RNA-seq转录组学测序。对重组XVII型胶原蛋白处理HaCaT细胞筛选出差异表达基因（DEG）进行层次聚类分析，热图显示（右图）了差异表达基因的聚类关系，并且显示对照组和处理组内部差异性小，样品一致性较好。重组XVII型胶原蛋白处理筛选出差异表达基因有18个，其中上调的基因有11个，下调的基因有7个。对差异表达基因进行KEGG通路功能富集分析，结果显示重组XVII型胶原蛋白处理HaCaT细胞后，差异表达基因显著富集的通路有PI3K-Akt通路、糖皮质激素受体调节网络、发育生物学相关通路、趋化因子和细胞因子介导的炎症信号通路和细胞凋亡信号通路。其中，重组XVII型胶原蛋白处理HaCaT细胞后，筛选出来基因表达变化排名靠前的分别是下调的E2F1和上调的KLF7。有文献报道，E2F1参与细胞衰老进程，而KLF7是维持皮肤表皮再上皮化、角质形成细胞更新的重要转录因子。同样情况下，重组XVII型胶原蛋白处理HFF-1细胞24 h，热图显示（右图）了差异表达基因间的聚类层次关系。重组XVII型胶原蛋白处理HFF-1细胞差异表达基因有56个，上调的有32个，下调的有24个。进一步对差异表达基因功能富集分析，重组XVII型胶原蛋白处理HFF-1细胞，差异表达基因显著富集的通路有VEGF信号通路、TGF-信号通路、GnRH信号通路、脂肪酸代谢和AMPK信号通路。其中，重组XVII型胶原蛋白处理HFF-1细胞，筛选出来基因表达变化排名靠前的分别是上调的MT-CYB和TGF-。MT-CYB是细胞色素c还原酶复合物（即细胞色素bc1复合体）亚基，参与线粒体呼吸链复合体电子传递，对最终ATP的合成至关重要。TGF-信号通路参与胶原合成的调控，能够促进胶原的合成。重组XVII型胶原蛋白处理DPC细胞24 h，结果显示（右图），重组XVII型胶原蛋白处理差异表达基因有162个，上调的有73个，下调的有89个。进一步对差异表达基因进行功能富集分析，重组XVII型胶原蛋白处理DPC细胞，筛选出来基因表达变化排名靠前的分别是上调的MT-CYB和-catenin。已有文献报道，Wnt-catenin信号通路能促进DPC细胞增殖，调控毛发生长。来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据60重组XVII型胶原蛋白处理细胞后RT-PCR实验证实综合上述分析结果，结合RT-qPCR实验结果（右图）表明，重组XVII型胶原蛋白处理HaCaT细胞，能够分别下调E2F1基因表达和上调KLF7基因表达；重组XVII型胶原蛋白处理HFF-1细胞，能够分别上调MTCYB和TGF-1基因表达；重组XVII型胶原蛋白处理DPC细胞，能够分别上调MT-CYB和-catenin基因表达。结果进一步表明，重组XVII型胶原蛋白可能通过上调HaCaT细胞KLF7表达来促进细胞增殖和表皮再上皮化；重组XVII型胶原蛋白可能通过上调HFF-1细胞TGF-表达来促进胶原合成；重组XVII型胶原蛋白可能通过上调DPC细胞-catenin表达来调控细胞周期进程。因此，重组XVII型胶原蛋可以通过调节Wnt/-catenin和VEGF通路基因的表达，调控毛囊生长发育相关信号通路；同时也可以通过参与调节基底膜相关基因、E2F1和KLF7等基因的表达影响皮肤细胞。来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据615.5 提升抗活性氧（ROS）能力重组XVII型胶原蛋白可以通过促进细胞抗活性氧（ROS）能力的提升来延迟紫外线照射导致的皮肤衰老由紫外光（UV light）照射引起的ROS（活性氧）水平上升，会导致：基质金属蛋白酶（MMPs）的表达量上升，造成体内胶原蛋白降解量增加；引起炎症细胞因子表达量增加，使皮肤产生炎症反应；转化生长因子（TGF-）信号通路受到抑制，体内胶原蛋白的合成量降低。因此，避免光照后产生过量的ROS是防止光衰老的重要手段。研究人员将不同浓度的重组XVII型胶原蛋白与HaCat（人永生化角质细胞）共培养24小时后，检测细胞在氧化应激条件下胞内ROS的水平，结果发现，浓度1 mg/mL、2 mg/mL以及4 mg/mL的重组XVII型胶原蛋白处理后的HaCat细胞均能够显著增加对ROS形成的抵抗能力，如左图所示。显微图像中绿色荧光即为ROS探针检测到的ROS强度，荧光强度越强，ROS水平越高。随着重组XVII型胶原蛋白的增大，ROS探针发出的绿色荧光越弱，并具有统计学的显著差异性（右图），结果表明随着重组XVII型胶原蛋白浓度的提高，细胞的抗氧化能力逐渐变强。因此，重组XVII型胶原蛋白可以通过促进细胞抗活性氧（ROS）能力的提升来延迟紫外线照射导致的皮肤衰老。重组XVII型胶原蛋白提升细胞抗ROS能力荧光图像重组XVII型胶原蛋白提升细胞抗ROS能力统计数据来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据625.6 防皱功效XVII型胶原蛋白具有抗皱功效研究人员将不同浓度的重组 XVII 型胶原蛋白加入到离体皮肤组织中，接着使用紫外线UVA 和UVB 进行联合辐照，通过检测真表皮连接（Dermal-epidermal junction，DEJ）的连续性和XVII型胶原蛋白含量的变化，评价了重组 XVII 型胶原蛋白抗皱功效。测试分组：4组：空白组（BC），阴性对照组（NC）、阳性对照组（PC）、实验样品组。空白组（BC）不进行辐照和给药处理；阴性对照组（NC）的离体皮肤至进行辐照不给药；阳性对照组（PC）的离体皮肤辐照后，进行100 g/mL VC和7g/mL VE处理；实验组辐照后采用不同浓度的重组XVI型胶原蛋白（0.01%、0.05%、0.1%（m/v）对离体皮肤进行处理。测试流程：新鲜获得的皮肤组织浸入75%酒精中，清洗30 s,再使用无菌PBS缓冲液清 洗三次；结束后，将皮肤切成242 mm的组织块，表皮面向上，真皮面向下，放入培养模具中，然后将培养模具转入6孔板中，每孔加入3.7 mL 培养液，在37，5%CO孵箱中培养，每天换液。离体皮肤组织培养2天后，按照上述不同的处理条件进行分组，开始进行辐照和给药。紫外光照射剂量为UVA（30 J/cm）和UVB（50 mJ/cm），连续辐照4天，每次辐照完后更换新鲜培养液，并进行给药处理，阳性对照（VC VE处理）采用液下给药的方式进行，实验样品采用表面给药的方式进行。连续辐照4天后，将离体皮肤组织继续培养3天，在此期间不进行辐照，只进行样品给药。清洗结束后，采用4%多聚甲醛固定模型，固定24 h 后，进行免疫荧光检测XVII型胶原蛋白的表达。与此同时，清洗结束后，采用4%戊二醛固定液固定模型，固定24 h 后，进行透射电镜拍照。在用免疫荧光检测XVII型胶原蛋白含量的结果中，通过免疫积分光密度（IOD）数值来反映XVII型胶原蛋白的含量，如左图所示。与BC组相比，NC组的XVII型胶原蛋白含量显著下降，说明本次测试刺激条件有效。与NC组相比，PC（VC VE）组的XVII型胶原蛋白含量显著上升，说明本次测试阳性对照有效。与NC组相比，样品重组XVI型胶原蛋白在0.01%、0.05%、0.1%浓度下的XVII型胶原蛋白含量均显著提升，提升率分别为119.23%、111.54%、161.54%。在用透射电镜拍照对不同测试组的离体皮肤DEJ连续性进行分析，获取的透射电镜图像如右图所示，结果分析如下：与BC组相比，NC组的DEJ结构有损伤（有断裂）,说明本次测试刺激条件有效。与NC组相比，PC（VC VE）组的DEJ结构的连续性较好，说明本次测试阳性对照有效。与NC组相比，实验组重组XVI型胶原蛋白在不同浓度处理下，离体皮肤DEJ结构的连续性均较好，说明样品对DEJ损伤具有改善作用。综上，基于离体皮肤组织，与对照组相比，重组XVII 型胶原蛋白在0.5 mg/mL、1 mg/mL、2 mg/mL浓度下受辐射离体皮肤的真表皮连接（DEJ）结构的连续性较好，XVII型胶原蛋白含量显著上升，提升率分别为119.23%，111.54%，161.54%。说明重组XVII 型胶原蛋白在能够改善真表皮连接（DEJ）损伤、提升XVII型胶原蛋白含量，具有抗皱功效。来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据重组XVII型胶原蛋提升离体皮肤胶原蛋白表达重组XVII型胶原蛋白提升离体皮肤的DEJ连续性635.7 防脱发作用重组XVII型胶原蛋白具有减缓头发数量减少、增加局部毛发密度、提升头发直径的功效在一项重组XVII型胶原蛋白人体功效评价的试验中，研究人员使用重组 XVII 型胶原蛋白精华液（A组）、重组 XVII 型胶原蛋白精华液基质对照品（B组）、蔓迪米诺地尔酊（C组，米诺地尔酊是经国家药品监督管理局批准的一种周围血管舒张药，局部使用时可刺激男性型脱发和斑秃患者的毛发生长。）作为测试样品，在人体进行了防脱发效果的测试。测试分组：A组，入组11人，共完成11个有效样本。其中女性6人，男性5人，年龄分布在3450岁，平均年龄为41.7 4.9岁。B组，入组11人，共完成11个有效样本。其中女性6人，男性5人，年龄分布在2454岁，平均年龄为41.8 8.1岁。C组，入组11人，共完成11个有效样本。其中女性7人，男性4人，年龄分布在2649岁，平均年龄为39.9 6.8岁。受试者头发长度均在540 cm之间，有脱发多和头发轻度稀疏困扰，且按60次梳发法脱发计数大于10根、2周洗脱期后仍大于10根，满足了项目需求。测试流程：测试时，重组XVII型胶原蛋白精华液、重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品：每天1瓶，每天使用23 次，使用时按铝封撕开方向撕开瓶口，装上配套滴头，分开头发，均匀滴涂于头皮上，并轻柔按摩促进其吸收，用后无需清洗。蔓迪米诺地尔酊：每天1次，每次1 mL（约7喷），涂于头部患处，从患处的中心开始涂抹，并用手按摩35分钟，不管患处的大小如何，均使用该剂量。每天的总量不超过2 mL。测试结果：人体测试实验结果表明（数据见下页图），重组XVII型胶原蛋白具有减缓头发数量减少、增加局部毛发密度、提升头发直径的功效。使用产品4周、8周、12周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品相比，整体毛发密度T4W-T0W、T8W-T0W和T12W-T0W重组XVII型胶原蛋白精华液结果均显著优于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品，即重组XVII型胶原蛋白精华液整体毛发密度改善均显著大于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品。使用产品8周、12周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品相比，局部毛发密度T8W-T0W和T12W-T0W重组XVII型胶原蛋白精华液结果均显著优于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品，即重组XVII型胶原蛋白精华液局部毛发密度改善均显著大于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品。使用产品8周、12周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品相比，生长期与休止期比率T8W-T0W和T12W-T0W重组XVII型胶原蛋白精华液结果均显著优于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品，即重组XVII型胶原蛋白精华液生长期与休止期比率改善均显著大于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品。使用产品12周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品相比，生发速度T12W-T2W重组XVII型胶原蛋白精华液结果均显著优于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品，即重组XVII型胶原蛋白精华液生发速度改善均显著大于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品。使用产品2周、4周、8周、12周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品相比，头发直径T2W-T0W、T4W-T0W、T8W-T0W和T12W-T0W重组XVII型胶原蛋白精华液结果均显著优于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品，即重组XVII 型胶原蛋白精华液头发直径改善均显著大于重组XVII型胶原蛋白精华液基质对照品。使用产品2周后，重组XVII型胶原蛋白精华液和蔓迪米诺地尔酊相比，头发直径T2W-T0W 重组XVII型胶原蛋白精华液结果显著优于蔓迪米诺地尔酊，即重组XVII型胶原蛋白精华液头发直径改善显著大于蔓迪米诺地尔酊。来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据64重组XVII型胶原蛋白的防脱功效测试来源：创健医疗重组XVII型胶原蛋白试验数据65XVII型胶原蛋白白皮书|2023第六章重组XVII型胶原蛋白应用场景06基于前面的论述，XVII型胶原蛋白与自身免疫性水疱性皮肤病有着紧密的关联，XVII型胶原蛋白也是皮肤老化和创伤修复的关键因子，对皮肤保持“年轻态”，维持毛囊干细胞（脱发、白发等）、促进伤口修复等具有重要作用。而依赖于合成生物学技术的发展，利用DNA重组技术，通过重组表达可以产业化生产人源特性的XVII型胶原蛋白，结合本身的生物功能和活性，重组XVII型胶原蛋白在生物医疗、药物研发、护肤产品和洗护发领域，都展现出了显著的应用价值。同时，随着社会需求的不断增长，其市场前景将更加广阔。重组胶原蛋白可用于潜在的蛋白质替代疗法，治疗多种涉及遗传或获得性胶原缺陷等严重疾病尽管这些疾病有非常高的异质性，没有明确的基因型与表型的相关性，但大多数都是由于基因突变导致的胶原蛋白减少176。目前，胶原蛋白替代疗法的已有研究大多集中在影响皮肤和肾脏基底膜的疾病上，包含VII型胶原蛋白针对的皮肤底膜疾病177，型胶原蛋白针对的肾脏基底膜疾病178。基于前面的论述，XVII型胶原蛋白的编码基因COL17A1其基因突变可导致某些形式的交界性大疱性表皮松解症（JEB）和一种罕见的单纯性表皮松解症亚型（EBS）。同时，5 种获得性水疱病：大疱性类天疱疮（BP）、妊娠疱疹（HG）、瘢痕性类天疱疮（CP）、线状IgA大疱性皮病（LABD）和扁平苔藓类天疱疮（LPP）与 COL17的自身免疫反应有关。研究人员可以通过以下两种方式将XVII型胶原蛋白引入患病组织：一是通过递送编码正常XVII型胶原蛋白的COL7A1基因进行蛋白质替代疗法，这是实验室研究常用的技术手段，但此方法临床应用难度高，操作难度高；二是直接递送重组XVII型胶原蛋白179，这种也正是重组胶原蛋白用于潜在的蛋白质替代疗法的应用场景。在2023年3月份，由常州市第一人民医院领导并提交了一项临床试验申请180，以评价重组XVII型胶原蛋白对皮肤大疱性疾病修复的安全性和有效性。这对重组XVII型胶原蛋白的临床应用发展起到了推动的作用。在其他将重组胶原蛋白用于蛋白质疗法的已有研究方面，Remington等将重组VII型胶原蛋白直接注射到VII型胶原蛋白缺陷小鼠的皮肤中，观察到VII型胶原蛋白在真皮基底膜区域的特定部位蓄积并形成了胶原蛋白VII组装体，即锚定纤维，但并未观察到抗VII型胶原蛋白抗体的形成181。另一项研究中，重组VII型胶原蛋白被注射到无VII型胶原蛋白的小鼠的血液中，与在小鼠皮内注射的结果一样，外源重组VII型胶原蛋白能够聚集在适当的组织位置，包括真皮与表皮的交界处、舌头和食道182。尽管已取得这些令人鼓舞的初步结果，但采用直接递送重组胶原蛋白以改善患者组织结构完整性的治疗方案并未从实验室的研究阶段转化到临床应用中。Phoenix Tissue Repair公司与2020年开始了治疗VII型胶原突变的RDEB（隐性营养不良大疱性表皮松解症，Recessive dystrophic epidermolysis bullosa，RDEB）患者的临床试验，以确定胶原蛋白替代疗法的安全性和有效性183。如果成功可能也会为其他胶原类型突变引起的疾病使用替代疗法提供可能性。但是，目前重组胶原蛋白的蛋白质替代疗法的发展仍然受许多问题制约，主要有以下方面原因：存在于溶液中的型胶原蛋白的斯托克斯半径很大，因此，胶原蛋白不可能轻易扩散到靶组织部位，同时具有高亲和性的胶原蛋白其有可能产生不希望看到的聚集现象有些胶原蛋白必须通过自组装形成功能性锚定纤维，外源性重组胶原蛋白如果是经皮肤或静脉内注射的方式进行递送，这类自组装的复杂过程一般不太可能发生。Supp等的最新研究也支持这一观点：要使锚定纤维在真皮-表皮交界内正确形成并发挥功能，表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞都必须产生VII型胶原蛋白184需要考虑胶原蛋白的半衰期。胶原蛋白在体内的半衰期约为1个月185，因此为取得有积极意义的长期作用必须频繁地大量注射静脉注射胶原蛋白可能会引起血小板聚集作用。虽然体内实验表明VII型胶原蛋白不像形成纤维的胶原蛋白那样强烈聚集血小板，但不能排除血液中的VII型胶原蛋白会触发血凝块形成的可能性186。因此，对于其重组VII型胶原蛋白的蛋白质替代疗法在临床应用时也可能会遇到类似问题。到目前为止仍未确定这种方法的有效性，也并未解决其可能引起的血小板聚集、扩散和激活等问题。以上这些问题，也是重组XVII型胶原蛋白在使用时需要考虑和解决的重组胶原蛋白替代疗法在治疗胶原基因突变引起的疾病时，治疗时间的选择也是需要考虑的另一个关键因素。如果胶原蛋白是作用于形成早期胚胎发育时的组织模板，那么仅通过产后递送重组胶原蛋白是否能够在其靶组织恢复并维持功能尚不清楚。例如，在II型胶原蛋白突变引起的脊椎骨骺发育不良的小鼠模型中，只有在胚胎早期干预才能恢复正常的骨骼组织。相反，在胚胎后期和产后干预则无法改善这些组织的病程187。6.1 蛋白质替代疗法中的潜在应用来源：文献检索676.2 在医药产品中的应用重组胶原蛋白可用于修复皱纹和疤痕目前已经有研究证实，通过注射法将胶原蛋白注入面部组织，可以缓解组织内胶原蛋白的流失和真皮层的变薄，诱导组织内胶原蛋白再生，修复弹性纤维的结构，增加皮肤表面积，改善皮肤的紧致度、修复面部的皱纹等面部缺陷。例如，将Cosmoderm胶原蛋白溶液注射在真皮乳突层，可以淡化眼眶周围及口周的细小皱纹188。将Dermalogen和Cosmoplast胶原蛋白溶液注射在真皮层的中深部，可以淡化消除面部较深的鼻唇纹、法令纹、口周纹和眉间纹等，这些部位的皮肤相对活动度较小，注射药物分布均匀，不易出现局部沉积，淡化效果可达90%，有效时间约为1年189。鉴于XVII型胶原蛋白在皮肤中的表达与角质形成细胞向基底膜的黏附密切相关，与皮肤的“年轻态”密切相关，研发含有重组XVII型胶原蛋白的产品，有望进一步提高胶原蛋白制剂的效果。重组胶原蛋白可作为医用敷料将范围扩充至整个胶原蛋白家族，胶原蛋白作为一种天然的生物医学材料，其开发产品被广泛用于医用敷料，特别是用于治疗烧伤、烫伤、止血等。研究表明经改性的胶原蛋白在医用敷料的使用过程中可防止伤口热量和水分的损失。此外，胶原蛋白还可以为机体提供临时性的生物屏障，避免伤口直接接触外界的刺激，促进伤口的愈合190，水凝胶、胶原贴剂、胶原海绵等都是比较常见的改性胶原敷料。例如，利用互贯网络技术以重组I型胶原蛋白为原料制成的海绵，作为医用敷料使用时，具有良好的透气性，能有效地促进血液凝固，可用于创口止血，加快创口的愈合。张自强等人对胶原海绵的创伤止血效果进行了研究，他们用两种胶原蛋白海绵测试鼠静脉出血和生物相容性，结果表明胶原蛋白的水解产物胶原海绵对静脉出血有明显的止血效果作用，还能促进伤口愈合191。靳少锋等人证明了胶原海绵具有良好的生物相容性，是一种止血效果显著的止血材料192。张斌杰等将II型、型重组人源胶原蛋白用于深度烧伤患者创面的愈合中，结果表明II型、III型重组人源胶原蛋白能够将患者因烧伤所致断裂的胶原纤维重新连接起来，合成新的III型人源胶原蛋白，促进创面的愈合，减少瘢痕增生193。羊剑秋等研究了III型重组胶原蛋白对皮肤创口愈合的疗效，结果显示重组人源III型胶原蛋白功能凝胶可有效加速创口愈合，抑制瘢痕产生194。中国医用敷料市场的市场规模随着皮肤修护需求的增长，医用敷料市场也表现出强劲增长。中国医用敷料的市场规模从2017年的67亿人民币增至2021年的259亿人民币，预计将在2027年增长至979亿人民币。基于重组胶原蛋白的医用敷料在整个医用敷料市场的渗透率从2017年的5.2%增至2021年的18.5%，预计到2027年将进一步增至26.1%。基于重组胶原蛋白的医用敷料的市场规模2021年为48亿人民币，预计将在2027年增长至255亿人民币。中国医用敷料市场的市场规模（按零售额统计），2017-2027E17.321.325.55.28.012.915.318.520.722.323.624.625.426.300501001506.72022E十亿 人民币2025E20192026E.20.420170.820181.910.12.84.820212027E2023E97.92024E9.514.325.934.745.357.370.384.07.213.52020透明质酸重组胶原蛋白的渗透率其他动物源性胶原蛋白重组胶原蛋白来源：文献检索，沙利文分析68重组XVII型胶原蛋白可作为医用敷料如前文所述，XVII型胶原蛋白在皮肤创伤修复中的增殖与修复发挥着重要作用。该阶段的重点在于创面再上皮化，血管的生成及肉芽组织的形成。如果基底膜未受损，表皮细胞向上迁移修复创面。如基底膜被破坏，则位于创面边缘或来源于皮肤附属器的表皮细胞在活化的血小板和巨噬细胞所产生的表皮生长因子（EGF）和转化生长因子（TGF-）的刺激下向创面中心增殖，最终覆盖创面，这一过程也就是前述的再上皮化。在正常皮肤中，角质形成细胞通过与成纤维细胞相互作用维持皮肤稳态195。在过去的研究中，已经证实，在创伤修复过程中，胶原蛋白能够促进创面再上皮化。也有研究结果显示认为，在人类皮肤等价物中，胶原聚集物能够刺激角质形成细胞的增殖，促进表皮层的形成196。此外也有文献报道，稳定的胶原基质敷料可改善创面上皮化197。XVII型胶原蛋白目前已经证实可以通过影响干细胞的群体动力学和迁移来加速伤口愈合。对于重组XVII型胶原蛋白，其也具有促细胞迁移活性以及优异组织再生结合的生物活性。同时，胶原蛋白分子本身含有丰富的甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸，可以作为皮肤细胞的营养成分，有利于上皮细胞的增生修复，促进创面愈合，加快皮肤新陈代谢。因此基于重组XVII型胶原蛋白的敷料产品有望可以进一步提升胶原蛋白在皮肤创伤修复中的作用，其研发具有广阔的市场。作为敷料产品，重组XVII型胶原蛋白的另外一个潜在利用场景适用于减缓色素沉着性皮肤病。表皮基底层细胞中的黑色素细胞合成分泌的黑色素可以吸收紫外线、减轻日光辐射和皮肤损伤，但黑色素表达过量会在角质层中形成色素沉积，引发雀斑、老人斑、色素痣和太田痣等色素沉着性皮肤病198。黄褐斑是亚洲女性人群面部皮肤常见的获得性色素疾病，已有研究表明，采用胶原蛋白敷贴对病患处进行冷敷可以抑制皮肤内酪氨酸的转化、酪蛋白的氧化和黑色素分泌，加快已有色素斑的消退。例如，周朝晖等发现采用胶原蛋白敷料联合口服氨甲环酸片治疗黄褐斑的起效时间和有效率明显优于单纯口服氨甲环酸片，胶原蛋白的酪氨酸残基可以减少黑色素合成和色素沉着，有效修复病变区的基底膜损伤，显著改善黄褐斑患者的皮损面积和严重程度，可在临床应用中推广199。此外，近年来，激光美容技术在各类色素性皮肤病的临床治疗中应用广泛，其安全性高、瘢痕修复效果好、可根据患者需求提供个性化治疗方案，但其治疗范围无法精确，容易导致周围正常组织出现紫外线光斑和棕色斑等色素沉着副损伤200。将胶原蛋白美容贴用于激光手术后的皮肤护理可以减轻术后色素沉着、瘢痕形成、刺痛和水肿。例如，李真真采用胶原敷贴对CO2点阵激光治疗光老化皮肤的患者进行术后护理，临床效果表明在激光治疗术后加以胶原敷贴可以长期保持胶原蛋白的天然抗氧化活性，促进色素斑点代谢，减少皮肤色素沉着，改善皮肤的弹性和肤质，治疗效果显著优于二者单独治疗201。虽然对于XVII型胶原蛋白在减缓色素沉着方面的研究还有欠缺，对于重组XVII型胶原蛋白相关产品的功能性验证也不完善，但相信随着研究的深入和产业的发展，重组XVII型胶原蛋白在此方面的发展空间将得到探索。来源：文献检索696.3 在护肤品中的应用重组XVII型胶原蛋白有望进一步提升护肤品的抗衰、保湿等护肤功效人的皮肤分为：角质层、透明层、颗粒层、棘细胞层、基底层，胶原蛋白存在于真皮层中，占皮肤组织组成的70%左右。胶原蛋白又称为“皮肤软黄金”，小分子胶原蛋白可以起到滋润肌肤的作用，同时补充皮肤所需氨基酸，修护受损肌肤。将胶原蛋白添加到化妆品中，能为皮肤提供必需的营养成分，其所含大量的亲水基团使之具有良好的保湿功效。另外胶原蛋白还能起到稳定泡沫、调节和稳定pH、乳化胶体的作用，减轻表面活性剂及酸、碱等物质对皮肤和毛发的刺激作用202。胶原蛋白在不同性质的化妆品中要求也不同。油性化妆品中添加的胶原多肽要求水解程度较低、分子量较大，这样相对疏水作用较强，具有较好的吸油性和乳化性；保湿型化妆品则需要酶解程度较高、分子量较小的胶原多肽，因其极性基团能形成离子键、氢键等作用力，有较好的吸水性和保水性。研究表明，营养护肤类化妆品中所添加的胶原蛋白浓度为0.01%，分子量较低时，可以保证其在皮肤内具有良好的渗透性和吸收性，并为人体皮肤提供生长所需的营养和水分203。含重组胶原蛋白的化妆品品类主要包括眼膜、面膜、喷雾剂、原液、冻干粉等，将重组胶原蛋白应用于化妆品配方中，可添加0.5%的烷基糖苷作为胶原蛋白保护剂，保护剂的加入有助于重组类人胶原蛋白在化妆品配方中的结构保持完整204。已有研究证实，在面部涂抹含有胶原蛋白的护肤品或使用胶原蛋白面膜可以使皮肤内部胶原蛋白的合成加快、活性增强，减慢皮肤的衰老周期，改善真皮和表皮的组织结构，还能有效缓解面部皮肤的细小皱纹和干燥粗糙，使皮肤更加细腻、白皙205。对于重组XVII型胶原蛋白，其具有胶原蛋白家族的一般特性，同时由于其与皮肤老化密切相关，在护肤品中重组XVII型胶原蛋白有望进一步提升护肤品的抗衰、保湿等护肤功效。但在考虑抗衰功效时，需要考虑重组XVII型胶原蛋白的递送问题，分子量大的重组胶原蛋白较难渗透皮肤。一种可能的解决方法是，在保证功效的前提下，通过水解降低胶原蛋白的分子量，使其可以更好地穿透皮肤。生物活性成分的应用带动了中国功效性护肤品市场最近几年快速增长。按零售额计的市场规模从2017年的133亿人民币增至2021年的308亿人民币，预计2027年将达到2,118亿人民币。由于重组胶原蛋白比动物源性胶原蛋白具有明显的优势，从2017年至2021年，基于重组胶原蛋白的功效性护肤品的渗透率从6.3%增至14.9%，预计将从2022年的17.6%进一步增至2027年的30.5%。基于重组胶原蛋白的功效性护肤品的市场规模从2017年的8亿人民币增至2021年的46亿人民币，预计2027年将达到645亿人民币。来源：文献检索，沙利文分析中国功效性护肤品市场的市场规模（按零售额统计），2017-2027E17.426.941.664.56.38.09.912.314.917.620.322.925.528.030.5055050030076.0%十亿 人民币0.81.341.12023E2.020.920204.620217.22022E11.255.52024E2025E2026E2027E13.316.419.623.330.8105.4148.4211.8重组胶原蛋白重组胶原蛋白的渗透率透明质酸其他动物源性胶原蛋白植物活性成分70在洗护发产品的应用将是重组XVII型胶原蛋白最具潜力和最广阔的应用市场头皮皮下组织的营养是头发健康的关键，真皮层中的胶原蛋白是为其提供营养的补给站。头发和皮肤一样，都是由胶原蛋白组成的，其最外层是毛鳞片，中间的皮质层含胶原蛋白，最中心的是发髓。毛鳞片是一种十分脆弱的组织，受热后容易受损，中间皮质层的胶原蛋白在受到刺激时也会被分解，头发干枯分叉主要就是缺少胶原蛋白，所以有必要及时补充胶原蛋白。胶原蛋白对头发表面的蛋白质分子有较大的亲和力，可以通过物理吸附作用与头发的表面结合。胶原蛋白耐漂洗，其亲和作用随其分子量的增大而增强，小分子量的胶原蛋白可以透过头发的皮质层，达到营养头发的作用206，为头发补充胶原蛋白可以促进头发的柔顺与光泽。因此含胶原蛋白水解产物的润发剂、护发霜逐渐出现在市场上。例如，英国Lux公司生产的胶原蛋白护发精华素中添加的胶原蛋白可以深入渗透发丝，有效补充头发中流失的营养物质和水分，滋润毛鳞片207；中国香港彩丰行有限公司生产的胶原蛋白型洗发乳中添加了水解胶原蛋白，可以在头发表面形成一层保护膜，长期有效地对头发进行锁水保湿，保持头发丰盈不黏腻，富有健康的光泽感208，比如胶原蛋白丝质洗发水、力士胶原蛋白保湿精华素等209。健康洗发护发市场正在我国快速发展，洗发产品已从简单的清洁作用发展到护理修复、去屑止痒和防脱发、减少断发等功能，护发产品除要改善头发梳理性能外，还需赋予修护秀发、防晒、护色、防断发等功效。研究已经表明，XVII型胶原蛋白与毛囊干细胞（HFSC）和黑色素细胞干细胞（MSC）的生态位密切相关，参与调控毛囊周期和头发生长，与白发、脱发密切相关。结合重组XVII型胶原蛋白已经证实的促进毛囊修复再生的生物学活性，重组XVII型胶原蛋白将在洗护发产品领域大放异彩。对于重组XVII型胶原蛋白的洗护产品，除了具有基本的保湿、营养头皮功能外，用户应该更关注于抗白发和防止脱发的功效。但值得说明的是，虽然XVII胶原蛋白的表达减少与白发和脱发关系越来越清晰，但这并不意味着将具有XVII胶原蛋白或者具有生物活性的重组XVII型胶原蛋白直接涂抹于头皮或头发或通过口服摄取就会起到防止脱发或白发的作用。因此，重组XVII型胶原蛋白在洗护发产品中功效的发挥，与需要透皮的敷料类医药产品、护肤品一样，需要在其递送方面进行的深入研究和产品验证。关于重组XVII型胶原蛋白的递送途径，可以从以下3个方面进行考虑：与护肤产品一样，在保证生物活性和功能的前提下，通过开发低分子量重组XVII型胶原蛋白，使其可以能更好穿透皮肤，以便更好地发挥功效。通过毛囊或者汗腺途径进行重组XVII型胶原蛋白的递送。2018年发表在Frontiers in Chemistry一篇研究，将二次谐波发生与双光子激发荧光相结合，对胶原蛋白在体内的透皮吸收动态进行可视化观察。高分辨率图像显示，大分子量的外源重组人胶原蛋白（55 kDa）通过毛囊和皮脂腺渗透表皮到达了真皮层，并实时形成网状结构。通过传统的体外皮肤扫描和组织学检查验证了这一发现。这为通过毛囊和皮脂腺的递送重组XVII型胶原蛋白提供了可能性，但这一途径仍需考虑不同组织毛囊和皮脂腺数目差异，尤其是头皮，导致的递送效率差异，以及更多相关研究的证实。通过微针（Microneedles，MNs）技术对重组XVII型胶原蛋白进行精准且高效的递送，此项技术虽然专业性强且复杂度高，但其具备广泛的应用性，对医学美容应用更是具有针对性。微针这一设备，具有无痛和微创的卓越性能，能够精确无误地穿越皮肤角质层，在表皮或上部真皮层开启微米尺寸的药物输送通道。通过这一技术，重组XVII型胶原蛋白能够直接位于表皮或上部真皮层，有效地解决了肽类、蛋白类等生物大分子药物无法高效地透过皮肤角质层递送的难题。目前，由常州大学作为项目牵头单位，联合江苏创健医疗科技股份有限公司、香港中文大学、中国人民解放军海军军医大学第一附属医院、山东大学等机构共同申报的国家十四五重点研发计划“战略性科技创新合作”港澳台重点专项重组胶原微针在皮肤抗感染修复和抗衰老方面的研究（科技部重点研发计划项目编号：2023YFE0203500）已正式获批，并通过立项审核。该项目聚焦于通过微针技术穿透皮肤角质层，将重组胶原蛋白递送至表皮或上部真皮层，通过提升肌肤吸收率来更好地发挥胶原再生修复作用，加速皮肤抗感染修复和抗衰老。6.4 在洗护发产品的应用来源：文献检索7172参考文献1 范代娣.胶原蛋白材料.北京.化学工业出版社.2022年6月1日2 Ricard-Blum S.The collagen family.Cold Spring Harbor perspectives in biology.2011 Jan 1;3(1):a004978.3 Kielty,Cay M.,and Michael E.Grant.The collagen family:structure,assembly,and organization in theextracellular matrix.Connective tissue and its 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2023年度小红书医疗美容行业月报标记我的活2023.8生活服务行业-平台专家行业五组小红书营销IP大事件大家小美月活得美可以是个人的事，也可以是群体的事放大每一种小美1座岛，10座城，100 俱乐部，10万 人参与，100万 互动S 户外垂类社区项目多位具有多元特质的她带来演讲携手TEDx武康路邀品牌一同丰富优质女性内容小红书年度生活四部曲第四章“温暖”心智打造品牌冬季营销热度照穿搭在红书有相关笔记12亿 在说/不用在巴黎时装周找我我有时也在奶奶的民国照上本月热门营销IP推荐小红书营销IP节点&娱乐会生活，更会买双11 薯你会买好物清单深度种草，1 2 超级IP矩阵借势综艺口碑特色娱乐营销最大化发挥综艺IP/明星价值形成热门趋势小红书生活趋势共创特色线下演出音乐节一站式承包本月热门营销IP推荐小红书营销IP各行业垂类新机发布会时髦好物编辑部好出片企划红薯万圣节9号看展指南9号新赏趋势新赏家推荐明星新赏团新赏预览新赏打卡新赏橱窗奢选频道VLTN与爱情大人小假日户外集结计划冰雪季要你好看新动派对礼物情报站食品饮料美奢服家具家电汽车3C数码母婴宠物本月热门营销IP推荐Agenda三、细分品类热词1.医美行业分项目Top热搜词四、优质笔记分享1.广告优质笔记分享2.社区优质笔记分享一、行业概览1.医疗美容行业搜索高活跃用户画像2.小红书医疗美容行业搜索趋势3.小红书医疗美容行业热搜词4.热门医美项目检索趋势及话题二、行业广告投放概览1.热门医美项目赛道洞察2.医美热门项目内容渗透排名3.护肤需求内容渗透率排名4.分城市医美行业竞争情况5.医疗器械投放变化情况行业概览4%医疗美容行业搜索高活跃用户画像性别年龄地域三线及向下城市占比提升19-30岁年轻群体超70%女性用户占比极高，男性用户比重有一定下降，整体呈年轻化态势，城市区域不断延伸下钻96%女性4%男性数据来源：小红书商业数据中台，0801-08310.00%5.00.00.00 .00%.000.005.000406080018019-2223-2526-3031-3536-4041以上占TGI0.00%5.00.00.00 .00%.000.0004060800线新线线三线四线五线占TGI小红书医疗美容行业搜索趋势8月整体检索量呈上升趋势。内容前置，用户在重要决策前会广泛阅读相关笔记内容；重要电商/节日节点当天用户医美相关检索行为转移，建议前置在重要节点前进行心智沟通及绑定。数据来源：小红书商业数据中台，0002000000030000000400000005000000060000000700000008000000000003000000400000050000006000000700000080000001/1/20232/1/20233/1/20234/1/20235/1/20236/1/20237/1/20238/1/2023检索量笔记阅读量医疗美容大盘检索趋势5.1劳动节5.20618第一波付尾款3.71.21春节2.14情人节4.276.22端午节8.22七夕小红书医疗美容行业热搜词医美项热搜词医美/护肤需求热搜词海菲秀海菲秀除皱除皱欧洲之星欧洲之星下颌缘提升下颌缘提升超皮秒超皮秒胶原蛋白胶原蛋白伊妍仕伊妍仕皮秒皮秒热玛吉热玛吉黄金微针黄金微针嗨体嗨体点阵激光点阵激光微针微针超光子超光子超声炮超声炮植发植发光子嫩肤光子嫩肤纹眉纹眉水光针水光针玻尿酸及相关诉求词玻尿酸及相关诉求词红血丝红血丝|祛红血丝祛红血丝细纹细纹太阳穴填充太阳穴填充|太阳穴凹陷太阳穴凹陷丰唇丰唇鼻基底凹陷鼻基底凹陷|鼻基底填充鼻基底填充抗氧化抗氧化抗初老抗初老黑眼圈黑眼圈|去黑眼圈去黑眼圈泪沟泪沟眼袋眼袋去黄提亮去黄提亮|皮肤暗沉皮肤暗沉粉刺粉刺法令纹法令纹修复屏障修复屏障|泛红修复泛红修复抗老抗老|紧致紧致|抗皱抗皱下巴下巴毛孔粗大毛孔粗大|收缩毛孔收缩毛孔嫩肤嫩肤|焕肤焕肤淡斑淡斑|祛斑祛斑黑头黑头|去黑头去黑头祛痘祛痘|祛痘印祛痘印补水补水|保湿保湿美白美白美白、祛痘、保湿补水相关需求较高，可加强相关项目推荐及科普。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831热门医美项目检索趋势填充塑型纹眉植发2022/82022/92022/102022/112022/122023/12023/22023/32023/42023/52023/62023/72023/8光子嫩肤超光子超声炮热玛吉皮秒超皮秒欧洲之星黄金微针2022/82022/92022/102022/112022/122023/12023/22023/32023/42023/52023/62023/72023/8玻尿酸少女*童颜*水光针嗨体2022/82022/92022/102022/112022/122023/12023/22023/32023/42023/52023/62023/72023/8纹眉植发光电/抗衰填充/塑型纹眉/植发光子嫩肤、超声炮、玻尿酸、水光针、植发等项目8月呈现上升趋势。数据来源：小红书商业数据中台，2022.8-2023.8小红书医疗美容行业相关笔记话题词“抗衰老神器”等抗老及“你尝试过医美吗”相关话题曝光量提升明显，可作为内容产出方向及话题沟通，提高曝光机会。数据来源：小红书商业数据中台，天变美计划医美抗衰项目变美心得你尝试过医美吗变美变好看济南纹眉医美日常分享重庆纹眉成都医美让我们一起变美变美干货上海光子嫩肤日式皮肤管理抗衰老神器光子嫩肤M22改善法令纹抗衰老超声炮医美变美7月Top20曝光话题词8月Top20曝光话题词你尝试过医美吗黄黑皮变美光子嫩肤仪21天变美计划抗衰老神器成都医美重庆纹眉医美日常分享你尝试过轻医上海光子嫩肤变白变美变好看变美干货济南纹眉让我们一起变美光子嫩肤M22改善法令纹超声炮抗衰老医美变美行业广告投放概览*气泡的大小表示搜索词pv量热门医美项目赛道洞察热门医美项目赛道洞察平均点击价格投放品牌数量热超、光子嫩肤项目行业竞价激烈，需提高素材与用户痛点/需求相关性拉高点击率获得进一步曝光及转化。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831竞争红海竞争蓝海超声炮植发超光子热玛吉光子嫩肤欧洲之星玻尿酸黄金微针艾维岚超皮秒胶原蛋白伊妍仕皮秒水光水光针微针纹眉激光祛斑嗨体点阵激光抗初老抗衰抗老法令纹法令纹怎么消除黑眼圈去黑眼圈抗氧化眼袋祛斑淡斑毛孔粗大怎么修复美白去闭口美白提亮去黄祛痘补水收缩毛孔粉刺祛痘印闭口闭口怎么清理黑头去黑头鼻基底凹陷丰唇平均点击价格*气泡的大小表示搜索词pv量护肤需求赛道洞察数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831投放品牌数量美白、抗老相关竞价激烈，需加强素材埋词并提升内容质量促进曝光；丰唇、鼻基底凹陷、黑头等需求蓝海，可加强相关内容产出。竞争红海竞争蓝海医美热门项目内容渗透排名注射类薇琳医美薇琳医美YATSARYATSAR漾格漾格YVOIREYVOIRE智美智美美莱美莱鹏爱鹏爱润致润致FotonaFotona艾莉薇艾莉薇ThermageThermage瑞蓝瑞蓝艺星艺星嗨体嗨体艾维岚艾维岚薇旖美薇旖美濡白天使濡白天使半岛半岛乔雅登乔雅登ELLANSEELLANSE伊伊*【内容渗透率】：量化分析品牌在细分赛道中的声量，可用来分析品牌在全站流量下，在细分赛道的笔记中的占有份额。*红色框代表排名对比上月有所提升 玻尿酸可丽金可丽金瑞蓝瑞蓝普丽兰普丽兰氐殊氐殊华美紫馨华美紫馨润月雅润月雅海月兰海月兰伊肤泉伊肤泉FILLMEDFILLMED高德美高德美爱美客爱美客乔雅登乔雅登润百颜润百颜薇旖美薇旖美丽珠兰丽珠兰英诺皮肤英诺皮肤 华熙生物华熙生物润致润致嗨体嗨体FilorgaFilorga胶原蛋白艾尔建艾尔建薇琳医美薇琳医美VisiaVisia薇旖美薇旖美和颜美帕和颜美帕润致润致BRBR海菲秀海菲秀米兰柏羽米兰柏羽半岛半岛环球美天医环球美天医 赛诺秀赛诺秀乔雅登乔雅登美莱美莱嗨体嗨体FotonaFotonaYATSARYATSARELLANSEELLANSE伊伊 艺星艺星科医人科医人光子嫩肤水光针光电类超声炮热玛吉黄金微针海菲秀海菲秀智美智美艾维岚艾维岚薇琳医美薇琳医美鹏爱鹏爱YATSARYATSAR华美紫馨华美紫馨和颜美帕和颜美帕科医人科医人薇旖美薇旖美润致润致濡白天使濡白天使嗨体嗨体艺星艺星美莱美莱乔雅登乔雅登FotonaFotonaThermageThermage半岛半岛ELLANSEELLANSE 数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831润致润致宝尼达宝尼达FotonaFotona华美紫馨华美紫馨薇旖美薇旖美高德美高德美漾格漾格艾尔建艾尔建YATSARYATSAR美莱美莱嗨体嗨体艾维岚艾维岚姣兰姣兰艺星艺星YVOIREYVOIRE濡白天使濡白天使瑞蓝瑞蓝艾莉薇艾莉薇ELLANSEELLANSE 乔雅登乔雅登艾尔建艾尔建艾莉薇艾莉薇润致润致易丽适易丽适艺星艺星绽美娅绽美娅环球美天环球美天ThermageThermage漾格漾格伊肤泉伊肤泉YVOIREYVOIRE科医人科医人濡白天使濡白天使乔雅登乔雅登嗨体嗨体FotonaFotona和颜美帕和颜美帕美莱美莱半岛半岛ELLANSEELLANSE伊伊 米兰柏羽米兰柏羽新氧新氧薇琳医美薇琳医美科医人科医人薇旖美薇旖美润致润致濡白天使濡白天使鹏爱鹏爱BRBR华美紫馨华美紫馨嗨体嗨体赛诺秀赛诺秀ThermageThermage乔雅登乔雅登YATSARYATSARFotonaFotona美莱美莱ELLANSEELLANSE伊妍仕伊妍仕艺星艺星半岛半岛医美/护肤需求热搜词内容渗透排名瑞蓝瑞蓝鹏爱鹏爱可复美可复美赛诺秀赛诺秀半岛半岛薇琳医美薇琳医美宝尼达宝尼达YATSARYATSAR伊肤泉伊肤泉ThermageThermage嗨体嗨体华美紫馨华美紫馨艺星艺星美莱美莱薇旖美薇旖美VisiaVisia乔雅登乔雅登科医人科医人濡白天使濡白天使ELLANSEELLANSE伊伊 补水祛痘|祛痘印华美紫馨华美紫馨YATSARYATSAR濡白天使濡白天使薇旖美薇旖美FotonaFotonaVisiaVisia米兰柏羽米兰柏羽润致润致氐殊氐殊嗨体嗨体瑞蓝瑞蓝艺星艺星乔雅登乔雅登艾尔建艾尔建英诺皮肤英诺皮肤 botoxbotoxFilorgaFilorgaELLANSEELLANSE 海菲秀海菲秀科医人科医人润百颜润百颜环球美天环球美天 高德美高德美华美紫馨华美紫馨薇旖美薇旖美YVOIREYVOIRE瑞蓝瑞蓝濡白天使濡白天使润致润致FotonaFotona米兰柏羽米兰柏羽艾莉薇艾莉薇美莱美莱YATSARYATSAR科医人科医人半岛半岛艺星艺星乔雅登乔雅登ELLANSEELLANSE 嗨体嗨体氐殊氐殊ThermageThermage濡白天使濡白天使可复美可复美润百颜润百颜FilorgaFilorga漾格漾格VisiaVisia画美画美薇琳医美薇琳医美半岛半岛润致润致YATSARYATSAR赛诺秀赛诺秀FotonaFotona科医人科医人乔雅登乔雅登嗨体嗨体艺星艺星ELLANSEELLANSE伊妍伊妍 美白抗老|紧致|抗皱祛斑收缩毛孔氐殊氐殊瑞恩诗瑞恩诗铂曼铂曼润致润致半岛半岛氧颜蔻氧颜蔻环球美天环球美天和颜美帕和颜美帕米兰柏羽米兰柏羽美莱美莱薇琳医美薇琳医美FotonaFotona嗨体嗨体海菲秀海菲秀艾尔建艾尔建botoxbotox梅美奥梅美奥YATSARYATSAR艺星艺星科医人科医人鼻基底凹陷|法令纹|泪沟润致润致智美智美薇琳医美薇琳医美鹏爱鹏爱华美紫馨华美紫馨姣兰姣兰ThermageThermage艾维岚艾维岚FotonaFotona濡白天使濡白天使YVOIREYVOIRE美莱美莱瑞蓝瑞蓝嗨体嗨体YATSARYATSARELLANSEELLANSE伊妍仕伊妍仕艾莉薇艾莉薇艺星艺星乔雅登乔雅登半岛半岛数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831润百颜润百颜环球美天环球美天 高德美高德美华美紫馨华美紫馨薇旖美薇旖美YVOIREYVOIRE瑞蓝瑞蓝濡白天使濡白天使润致润致FotonaFotona米兰柏羽米兰柏羽艾莉薇艾莉薇美莱美莱YATSARYATSAR科医人科医人半岛半岛艺星艺星乔雅登乔雅登ELLANSEELLANSE 嗨体嗨体北京上海成都深圳广州杭州重庆南京宁波西安苏州郑州合肥 昆明佛山贵阳福州武汉天津长沙沈阳东莞数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831分城市医美行业竞争情况北京上海医美市场竞争相对热门，保证核心市场市占及品牌声量；郑州，长沙，西安，天津等城市目前仍呈投放蓝海，可作为机会城市进行拓量。效果广告投放量级转化成本（广告投放情况机构 三方转诊平台）*气泡的大小表示城市下医美检索量竞争红海竞争蓝海北京上海深圳成都广州杭州武汉西安南京重庆宁波沈阳苏州乌鲁木齐郑州长沙昆明贵阳佛山哈尔滨分城市核心项目转化情况超光子/光子嫩肤超声炮活动KV玻尿酸水光热玛吉嗨体皮秒/超皮秒轮廓固定询价KV伊妍仕脱毛热超联合fotona黄金微针濡白天使其他数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831分城市医美项目投放情况超光子/光子嫩肤作为用户医美入门基础项目转化量高；其次为超声炮及品牌活动向KV素材；玻尿酸/轮廓固定、水光、皮秒等其他热门搜索项目不断加强内容沟通。（分项目转化情况仅含医美机构）医疗器械投放变化情况艾莉薇丝丽532嗨体光子嫩肤嗨体水光三文鱼水光博乐达水杨酸胶原蛋白填充瑞蓝黄金微针东国水光润致水光超声炮濡白天使黑金超光子薇旖美三型胶原蛋白inmode钻石超塑碧萃诗艾维岚皮秒激光芯丝翠润致娃娃针欣菲聆嗨体2.5黄金超声炮瑞蓝fotona4d黄金微针超皮秒艾莉薇嗨体润致水光丝丽516乔雅登极致钻石超塑爱芙莱伊肤泉美白皮秒激光超声炮热拉提润致娃娃针黄金超声炮碧萃诗艾维岚欣菲聆伊肤泉微针嗨体2.522年-23年8月同比YOY23年7-8月环比MOM数据来源：小红书商业数据中台，2022.8-2023.8细分品类热词医美行业分项目Top热搜词水光针和光子嫩肤的区别光子嫩肤停了会反弹吗光子嫩肤多少钱一次aopt超光子dpl光子嫩肤光子嫩肤模式和全模式光子嫩肤仪器光子嫩肤祛痘印黑金超光子和m22的区别皮秒和光子嫩肤区别超光子和光子嫩肤区别黄金超光子m22光子嫩肤光子嫩肤一次多少钱光子嫩肤多久做一次超光子黑金超光子光子嫩肤术后注意事项光子嫩肤的功效光子嫩肤超光子/光子嫩肤Top热词超声炮打多少发黄金超声炮和半岛超声超声炮会加速衰老吗7d和超声炮的区别超声炮多少钱做一次超声炮多久消肿半岛超声炮超声炮多久做一次双逆博士和超声炮区别超声刀和超声炮的区别超声炮刀头和炮头的区超声炮对比图超声炮价格超声炮术后注意事项超声炮和热玛吉怎么选超声炮效果热玛吉和超声炮怎么选黄金超声炮超声炮的功效超声炮超声炮Top热词热玛吉和超声炮有什么区热玛吉五代900发价格热玛吉五代小热玛吉北京热玛吉韩国热玛吉热玛吉眼部热玛吉价格超声刀和热玛吉怎么选热玛吉会加速衰老吗热玛吉术后注意事项热玛吉4代和5代效果对比超生炮和热玛吉区别热玛吉效果对比图眼部热玛吉热玛吉是什么作用热玛吉多少钱一次超声炮和热玛吉怎么选热玛吉和超声炮怎么选热玛吉数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831热玛吉Top热词三甲医院皮秒价格超皮秒祛斑雀斑激光还是皮秒超皮秒和光子嫩肤区别皮秒多少钱一次皮秒爆破和不爆破区别调q激光和皮秒激光的皮秒和超皮秒区别超皮秒术后护理超皮秒爆破和不爆破区皮秒术后注意事项祛斑是激光好还是皮秒超皮秒的功效和作用蜂巢皮秒超皮秒祛斑有效果吗皮秒和光子嫩肤区别皮秒祛斑有用吗皮秒祛斑超皮秒皮秒皮秒/超皮秒Top热词4d欧洲之星四个模式欧洲之星和超声炮欧洲之星下颌缘欧洲之星眼部欧洲之星极秒欧洲之星点阵激光欧洲之星价格欧洲之星fotona私秘欧洲之星超v光欧洲之星fotona4d眼周热拉提和欧洲之星哪个欧洲之星全模式欧洲之星多久做一次欧洲之星功效欧洲之星fotona4dpro欧洲之星术后注意事项欧洲之星眼周4d欧洲之星欧洲之星fotona4d欧洲之星欧洲之星Top热词各项目功效、作用、术后注意事项及项目间对比为用户较多搜索内容，建议加强相关内容产出。医美行业分项目Top热搜词玻尿酸鼻子面部凹陷鼻基底凹陷怎么乔雅登泪沟填充玻尿酸填下巴鼻基底微笑唇太阳穴填充玻尿酸丰唇精灵耳面中凹陷鼻子整形轮廓固定嘟嘟唇玻尿酸鼻基底填充丰唇幼态脸鼻基底凹陷玻尿酸及相关诉求Top热词伊妍仕少女*价格二代少女*少女*价格少女*是生长因子吗少女*鼻基底濡白天使*和少女*的区别少女*眉弓少女*填充鼻基底少女*肿胀期几天韩国少女*少女*能维持多久少女*的功效和作用香港少女*伊妍士少女*童颜少女*少女*价格多少一支伊妍仕少女*鼻子少女*是什么东西少女*伊妍仕Top热词艾维岚童颜一支多少艾维岚结节童颜*品牌艾维岚效果童颜*和少女*艾维岚和少女*区别童颜*水光童颜*是什么韩国童颜*艾维岚童颜水光*艾维岚童颜*童颜*价格艾维岚价格艾维岚水光艾维岚水光打法艾维岚童颜价格童颜艾维岚艾维岚童颜艾维岚童颜*数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831艾维岚Top热词机打水光针打完水光针多久可以化妆水光针的文案刚打完水光针的脸水光针后几天可以化妆胶原水光针光子嫩肤和水光针区别水光针和光子嫩肤的区别滚针水光针水光针怎么搭配打美白水光针水光针排名打完水光针后怎么护理水光针多少钱一次水光针多久打一次水光针前后对比图水光针牌子推荐水光针的作用与功效是什么水光针后护理注意事项水光针水光针Top热词嗨体熊猫嗨体水光针劲纹嗨体嗨体颈纹嗨体是干嘛的颈纹嗨体多久打一次熊猫针和嗨体的区别嗨体水光针功效和作用嗨体25水光针功效和作用嗨体1.5嗨体25嗨体填充泪沟嗨体15和嗨体25的区别颈纹嗨体嗨体2.5嗨体水光嗨体熊猫*嗨体去颈纹嗨体25水光针嗨体嗨体Top热词鼻基底凹陷、面部幼态、唇部、面部及相关纹路问题为用户主要关注部位诉求；针对再生材料用户仍在对比了解中。医美行业分项目Top热搜词上海纹眉长沙纹眉北京纹眉深圳纹眉纹眉一周变化雾眉成都纹眉广州纹眉纹眉后护理和注意事项男士纹眉纹眉注意事项第一次纹眉纹眉推荐纹眉毛的危害纹眉的危害眉毛纹眉纹眉毛是线条眉还是雾眉好纹眉一周变化纹眉注意事项纹眉毛纹眉好还是画眉好纹眉纹眉Top热词植发后脑勺会秃吗不剃发植发和剃发植发区别杭州植发深圳植发植发价格植发医院推荐植发后注意事项上海植发成都植发北京植发种植发际线植发三个月植发恢复期植发脱落期广州植发植发后还会掉吗不剃发植发植发际线植发一般多少钱植发植发Top热词纹眉以不同眉形及相关设计词为主，男士纹眉为热门增量，可加强素材产出；植发以价格、恢复期、周期效果为相关搜索诉求。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831优质笔记分享品合优质笔记医疗器械类首图：面容展示高阶护肤效果标题：“高阶”抓住用户心理内容：结合皮肤由外至内多层次的基础性知识，强调针对性护肤的重要性，自然推出和向用户种草产品。首图：压字 夸张形象表情引人注意标题：引发想象强调面部填充需要慎重选择内容：博主正面镜头提出自身抗衰的四个维度，用趣味性的对比方式来介绍面部填充方法，讲解细致深入，引人入胜。首图：大字压图，图文结合引人注意标题：针对抗衰填充引出项目，吸引目标用户关注内容：视频开头提出不同产品抗衰项目的概念和区别，向用户深度输出医美新科技相关信息，进行心智教育。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831广告视频笔记优质素材医美类目首图：图文结合指出轮廓固定项目效果标题：多种医美项目带入及促销优惠内容：首先指出幼态脸等通过医美项目获得的正面效果，引发用户的参与心理，联合推出多项优惠，福利性强。首图：博主直面镜头，第二人称沟通代入感强标题：地区性固定项目促销活动内容：从超声炮的良好效果出发，结合品牌促销的价格优惠方面，吸引用户获取优惠名额，说服性强，适合信息流投放。首图：人物 压字强调超声炮做前攻略。标题：提炼视频攻略内容，感叹句激发兴趣内容：从超声炮的发数和认证信息两个角度向用户进行科普，深度输出医美项目实际操作中的知识，实用性强。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831广告图文笔记优质素材医美类目首图：提出光子嫩肤哪里好引发好奇疑问标题：推出项目，“开抢”“限量”等字眼促进用户点击内容：介绍超光子项目的特点，提醒用户正规渠道做项目，引出品牌优势，说服性强。首图：图文结合圈选面部问题引发痛点及解法科普标题：地区性项目促销活动内容：将超声炮与抗衰问题结合，解读超声炮可解决的问题，项目优势和项目体验，文字平易近人，推出福利活动，引导用户点击组件报名。首图：标注面部良好状态 美商提升标题：品牌项目联结优惠活动内容：针对用户实际需求，用专业性的语言向读者科普轮廓固定项目和特殊打法，引导用户获取方案信息。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831社区优质笔记医美项目类*未进告投放首图：生活化的背景图配字提出超声炮话题标题：结合首图感叹句引发话题内容：从适用对象，效果时间，产品真假辨别等七个角度拆分超声炮项目的相关信息，向用户深度输出相关知识。首图：大字压图，图文结合凸显话题标题：感叹句简约有力内容：从抗衰话题引入，具体分为抗衰经验总结，仪器的选择和抗衰手法三方面，由浅入深种草产品。首图：标注脸部区域问题细节 玻尿酸解法标题：感叹句连接陈述句凸显科普向内容内容：图文结合，从划分面部结构开始，引出玻尿酸填充面部的思路，说服性强。数据来源：小红书商业数据中台，0801-0831广告优质笔记广告优质笔记植发植发类目类目首图：八种脱发问题让用户有代入感，吸引点击标题：配合首图脱发问题提出脂溢性脱发恢复的文章核心内容：指出“脂溢性脱发”的概念和不同脱发时期的特征，强调科学治疗的重要性，推动用户点击组件获取恢复方法。首图：图文结合，疑问句惊讶的语气提醒读者注意优惠价格标题：“真心话” 植发“一口价”，诚恳且加强情绪代入内容：以博主身份信息向用户种草植发品牌，并对价格，医院医生正规性等展开，可信度高。数据来源：小红书商业数据中台，年度红书医 疗 美 容 业标记我的生活期待携共赢！生活服务行业-平台专家行业五组

64人已浏览 2023-10-13 30页 5星级

本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。1 20232023 年年 1010 月月 1 11 1 日日 生物医药生物医药 行业专题行业专题 创新药研究框架之创新药研究框架之自免自.

15人已浏览 2023-10-13 34页 5星级

 NMIBC和MIBC，尿路上皮癌巨大未满足临床需求亟待解决 西南证券研究发展中心 2023年10月 分析师：杜向阳 执业证号：S02 电话： 邮箱： 分析.

6人已浏览 2023-10-13 54页 5星级

2023 年深度行业分析研究报告 1/33 行业研究报告 慧博智能投研 目录目录 一、GLP-1 药物概述.1 二、GLP-1 研发历史梳理.3 三、市场现状.9 四、产业链概述.11 五、应用领域. 

32人已浏览 2023-10-11 33页 5星级

分析师：谭国超（分析师：谭国超（S00S00）联系人：李婵（联系人：李婵（S00S00）2023年年10月月9日. 

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 国谈深度前瞻：迎接新产品放量周期证券研究报告 医药行业研究 创新药系列贺菊颖SAC 编号：S01SFC 编号：ASZ591袁清慧SAC 编号：S01SFC .

8人已浏览 2023-10-11 65页 5星级

 华安证券研究所华安证券研究所华安研究华安研究 拓展投资价值拓展投资价值 1 华安证券研究所摆脱干扰恢复高景气，把握板块核心主线摆脱干扰恢复高景气，把握板块核心主线中药中药&医药商业总结医药商业总结&策.

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 弘则弥道（上海）投资咨询有限公司u 医疗健康 科技 能源制造消费传媒2023年年10月月第一三共第一三共 全球全球ADC翘楚翘楚弘则医药组第一三共第一三共 全球全球ADC翘楚翘楚1第一三共是全球AD.

17人已浏览 2023-10-11 47页 5星级

敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告|行业深度报告 2023 年 10 月 08 日 推荐推荐（维持）（维持）向向千亿市场千亿市场蓬勃发展，蓬勃发展，产业链产业链多方多方受益受益 消费品/医药生物 . 

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  华安证券研究所华安证券研究所华安研究华安研究 拓展投资价值拓展投资价值 1分析师：谭国超分析师：谭国超 S00S002023年年10月月10日日华安证券研究.

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前言前言过去十年，国内医疗大数据产业从零开始发展，如今已然初具规模。但受地域政策、数据伦理等因素影响，整个产业一度在 2019 年抵达巅峰，随后陷入停滞，直至今年才又重新复苏。推动产业回到“高速公路”的动力主要分为两个层面。政策层面，“十四五”大数据产业发展规划出台，数据被重新界定为“生产要素”，重要性直接升至国家战略高度；“数据二十条”的发布与国家数据局的建立，为大数据产业基础制度体系指明建设方向，确立指导制度建设责任主体。技术层面，新兴的大语言模型、生成式 AI 借助底层逻辑的重构带来了一批类似 Chat GPT的“杀手级应用”，反哺上游大数据产业发展。该趋势下，医疗数据持有方开始进行主动改革，规模化开展医疗数据治理，为未来可能的数据资产化做好准备。多重因素复合之下，医疗大数据产业迎来重大发展机遇。为了厘清医疗大数据的发展现状及未来价值，蛋壳研究院此份报告，全面梳理医疗大数据产业，绘制医疗大数据的产业前景。核心观点核心观点一、因担忧数据因素、数据安全方面的风险，医疗大数据产业在 2020 年前一直重基建而轻应用，但自 2020 年开始国家政策风口开始转向，“数据二十条”发布、国家数据局建立，均在推动医疗大数据朝着标准化、产业化的方向发展，进而建立完善的交易体系。二、伴随信息技术和网络技术的跨越式发展，现代医院的运营特征表现为医疗业务的智能化与应用部署的敏捷化，使得医院业务产生的信息朝着复杂化、专业化、海量化的方向发展，并对各系统之间的互联互通提出更高层级的要求。因此，部分医院开始转变信息化建设思路，借助云技术打造新一代医院数据中心，综合利用各类数据服务临床、决策和科研过程，提高医院管理的科学化、规范化、精细化水平，由此创造了一个千亿级的新兴医疗 IT 市场。三、尽管基础设施已经初具规模，但多数医院大数据应用开拓情况仍处于低位，三级医院应用数量占比不足 20%，二级医院应用数量占比不足 5%。因此，在大数据应用供不应求的情形下，在找到有效商业模式的前提下开拓大数据应用是医疗 IT 公司面临的重要机遇。四、大语言模型（LLM）的出现为医疗大数据产业确立了新的增长点。目前医疗垂直大模型使用的数据仍局限于互联网医疗过程中产生的行为数据，未来若能将临床数据规模化纳入其中，国内医院的智能化建设将进一步加速。目录第一章：数据基础建设即将确定，数据资产化亟待破解.11.1 聚焦医院：产生医疗大数据发展问题的原因.21.2 聚焦政策：政策频出，医疗大数据宏观环境迎来多轮利好.31.3 数据资产化，需打通四重要素.5第二章：基建扩容，千亿市场的根基.72.1 新一代医院数据中心开启千亿市场序幕.92.2 影像补位，AI 企业成为基建主角.122.3 临床科研发力，科研药研加速数据库建设.132.4 物联网、AI 支持的医院智慧后勤.172.5 大数据赋能的智慧医学教育.182.6 医院大数据中心建设的常见问题探讨.19第三章：应用创新，数字医疗建设进行时.223.1 临床大数据应用.233.2 运营大数据应用.263.3 院外其他大数据与应用.30第四章：数据安全，成为应用推广的必要保障.354.1 医疗大数据安全现状.364.2 大数据安全体系的构建.374.3 数据安全的保障逻辑.38第五章：前沿讨论，大语言模型的构建与数据交易的可能.415.1 讨论一：LLM 对于多模态大数据治理的潜在影响.425.2 讨论二：应用级医疗大数据的交易可能.43第六章：企业价值，助推医疗信息化进程的重要力量.47参考目录：.53122014 年，为推动整体化卫生信息系统建设，国家卫计委规划了开创性的“46312”工程。意在搭好医疗大数据基础设施建设的骨架，将碎片化的“大量医疗数据”转化为规范、可用的“医疗大数据”。图表 1 国家卫计委规划的“46312”工程数据来源：蛋壳研究院这是一种“自上而下”的建设模式。沿着这一路径进行推进，框架内的卫生信息平台、基础数据库、融合网络、业务应用、信息安全防护体系、人口健康信息标准体系相继建立，国家层面的数据基础设施基本建设完毕。不过，完好的顶层架构虽有效推动了区域、医院的大数据相关建设，但却未能全面覆盖整个大数据产业。实际之中，这些建设更多围绕基础设施展开，真正能够传递价值的应用部分相较式微，没有达到等同于基础设施建设的投入规模。探索这一问题的成因及现阶段的解决之道是本报告的研究目的之一。本章之中，我们将从多个角度分析限制医疗大数据的关键要素，并回答“医疗大数据前景几何”这一问题。1.11.1 聚焦医院：隐私与认知制约医疗大数据发展聚焦医院：隐私与认知制约医疗大数据发展千禧年后的第二个十年，移动医疗、人工智能等前沿技术的发展唤起医疗数据的需求。作为算法、算力、数据三要素中最常见但又最难获取的要素，医疗数据彼时仍以碎片化、非标准化的形态分散于医院各个系统中。为了寻找智能模型所需的养料，大量科技医疗创业公司找到三级医院进行合作，在帮助医院进行数据治理的同时，打造智慧化的临床应用。医院科室的参与、政策对于信息化建设的强制要求，合力促使医院围绕互联互通、智慧医院等方向开启规模化建设。不少医院开始打造医院大数据中心、科研级大数据平台，完成了医3疗大数据基础设施的构造，也与企业合作开发了不少智慧化的应用。但在 2019 年中美贸易争端开启后，包含个人私密信息医疗数据成为关注重点之一。由于对此类数据进行治理、集成、应用存在一定泄露风险，医院与企业的合作目的开始转变。为避免政策风险带来的不确定性，不少医院期望大数据及其研究结果以医院范围为界限展开，使得医疗大数据的研究重心转向医院科研需求。此趋势下，医疗大数据产业转化一定程度减少，医疗大数据行业发展整体放慢。不过，政治因素并非钳制医疗大数据发展的唯一因素，更需关注的是该类建设投资回报及参与度问题。对于绝大多数而言医院而言，院内外规范化的 IT 建设是一项难以计量回报的投资，在缺乏合适的工具估算大数据建设的产出时，医院对于相关投资仍然持有保守态度。此外，要让该项建设发挥价值，医院动用资金支持仅是一部分，更重要的是医院深入了解医疗大数据建设内容，将系统与业务有效融合，才能构造行之有效的大数据体系从目前来看，尽管存在各类标准推动医疗数据的互通互认、治理应用，但只有完整做好每一类场景全流程数据的收集、清洗、归纳、存储都一系列步骤，才能形成多模态、跨流程、可服务于应用的大数据，真正将医疗数据沉淀下来。这个建设过程应由所有相关成员的共同参与的过程，目前医院还需提升主体积极性，实现全流程、高参与度的数据治理。只有将医疗大数据的被动应用转变为主动管理，才能真正用好医疗大数据。1.21.2 聚焦政策：政策频出，医疗大数据宏观环境迎来多轮利好聚焦政策：政策频出，医疗大数据宏观环境迎来多轮利好尽管院内的大数据建设存在诸多问题，但自 2020 开始，政策的加持与技术的推动已在潜移默化中消解这些问题。2020 年 4 月，中共中央、国务院印发关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见，将将“数据数据”列为劳动力列为劳动力、土地土地、资本等之外的第五大生产要素资本等之外的第五大生产要素，明确要加快培育数据要素市场，推进政府数据开放共享、提升社会数据资源价值、加强数据资源整合和安全保护，制定出台新一批数据共享责任清单。2021 年 11 月，“十四五”大数据产业发展规划 提出了更为精确的总体目标，要求“到到 2022025 5年我国大数据产业测算规模突破年我国大数据产业测算规模突破 3 3 万亿元，年均复合增长率保持万亿元，年均复合增长率保持 25%左右左右，创新力强、附加值高、自主可控的现代化大数据产业体系基本形成。”2022 年 12 月，中共中央 国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见4（后简称：数据二十条）对外发布则以构建基础制度为目标以构建基础制度为目标，从数据产权、流通交易、收益分配、安全治理等四个方面，对制定数据基础制度进行了全面部署，最终构建公平与效率相统一的数据要素按贡献参与分配的制度。2023 年 3 月，国家数据局组建完毕，中央网络安全和信息化委员会办公室、国家发展和改革委员会共同管理，两大机构将在后续协调推进数据基础制度建设，统筹数据资源整合共享和开发利用，统筹推进数字中国、数字经济、数字社会规划和建设等。图表 2 国家数据局的管理义务划分数据来源：蛋壳研究院上述政策中，关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见与“十四五”大数据产业发展规划 为医疗大数据的产业化做好背书，有效提升了医疗机构及相关大数据企业的信心。“数据二十条”、成立国家数据局则聚焦于成立良好的市场制度，完善交易流通所需的市场要素，保障大数据市场公平、高效地开展下去。双管齐下，众多政策突显了国家规范发展数据相关产业的决心。技术方面的迭代同样推动着医疗大数据产业的发展。2022 年末，大语言模型（LLM）ChatGPT的火热带动人们重新审视人工智能的价值，并聚焦于背后支撑应用的技术生成式 AI（Generative AI）。2023 年开始，不少医疗 IT 公司、医疗 AI 公司、互联网医疗公司均已开发出自己的大语言模型，并尝试在医院场景之中开发各项新式 AI 应用。拆解这一新兴人工智能仍是算法、算力、数据、知识四要素，但对于国内企业而言，算法部分均用的开源模型，算力可以根据需求购置 GPU 实现，知识可以通过向权威知识库购买或达成战略合作得到，唯独数据需要企业与医院达成合作，在脱敏、不出院的情况下训练模型。政策与技术双向驱动，医疗大数据产业再度火热。如今，更多医院开始参与大数据基础及应用建设，大企业们也嗅到风向，广泛参与其中，为产业注入新的活力。51.31.3 数据资产化，需打通四重要素数据资产化，需打通四重要素宏观条件完备后，微观层面同样需要跟进，即需要各个医院一改过去满足政策要求、被动建设的模式，主动参与到医疗大数据的相关建设中。目前，医管部门通过强化医院对于科研相关能力的要求，促使医院主动收集数据推动回顾性试验研究、前瞻性试验研究，已经一定程度推动医院转向主动数据治理。而要进一步提升这一主动性，转变医院对于医疗大数据的认知态度，则需推动数据资产化，将医疗大数据的治理工程由成本项转变为收入项，让医院医生将数据视作一种极具潜力的资产。这是一个极具挑战的转变。回顾劳动、土地、资本等生产要素形成的市场，流通是其最大化价值实现的必经之路。对于数据这类新式生产要素，怎样保证流通过程的安全顺畅，怎样保障要素市场的公平稳定等问题，需要多个参与方协力解决。目前，限制数据流通的核心要素可归纳为以下几点。数据要素服务相关制度亟需完善数据的交易流通需要数据归属、定价、交易、权益分配、安全等基础制度的保障。当前制度尚未形成统一的保护机制，从国家到省市再到区县，跨委办局、垂管系统的数据共享仍然困难。国家数据局或在未来解决统筹建设的问题，推动各项数据标准的制定，但从成立到发挥关键作用，尚需时日化解从理论到实践过程中遭遇的种种问题。缺乏有效的数据归属权界定标准目前尚无法律法规对医疗数据的归属权进行界定。有观点认为医疗大数据反映的是个人的健康状况，理应属于患者个人；有观点认为医疗大数据是由医院采集、录入才能产生的，存储和保存也在医疗机构，理应属于医疗机构；还有观点认为医疗数据的所有权在于患者个人、控制权在于医院、管理权在于政府，第三方机构需借助政府支持和医院配合方能对其进行商业化开发和利用。一方面，模糊的数据归属权可能导致利益分配纠纷，进而提高数据流通成本。因此，产业必须及早明确数据归属权并建立合理的分配制度，保障数据流通的公平公正公开。另一方面，由于数据易复制的特性，数据提供给其他实体后，两者是价值关系，而不是一次性收益。因此，需要法律法规确保供应商获得应得、持续的收益流。市场机制尚无法满足流通交易需求6数据的需求方和数据的拥有方当前没有合适的发现对接机制，市场没有形成上下游的关系。专利权和著作权有国家知识产权保护，数据权益当前缺少相应法律法规的保护。虽然国内已有不少大数据交易所开始运营，但数据要素流通市场整体形式仍较为单一，通过交易所挂牌数据较少，从量和质上都无法满足数据市场的需求。相较之下，大量的场外数据交易市场活跃，但缺乏有效监管和安全保障。医疗方面，已有不少交易所将为“医疗卫生”数据设置交易品类，但绝大部分交易所该品类下并无供应商品，仅贵州大数据交易所上架了一款“儿童构音障碍早筛语音数据”的产品，售价25 万元，仅交易两笔。图表 3 儿童构音障碍早筛语音数据截图数据来源：蛋壳研究院要解决这一问题，数据交易市场必须建立以政府为主导、市场化的数据要素交易机构和服务平台组成的体系。数据供应方进行有效的数据归集、加工；交易中心提供供需对接服务，实现数据升值、数据变现，监管机构保障市场监管和质控，营造良好的流通环境。总的来说，我国数据要素流通市场仍处于发展的初级阶段，在数据交易需求持续高涨的趋势下，一方面需要国家主导完善数据要素服务相关制度，引导培育数据要素交易市场，另一方面也需培养更多供应商丰富数据供应体系，并加大数据交易所传播力度，最终实现在有效市场支撑下的数据供需匹配，让各类数据要素高效安全地流通起来。78医疗大数据的价值挖掘是对医疗数据的收集、整理、再利用。换句话说，高效掘取医疗大数据价值，首先需要建立先进的信息技术系统和数据平台，帮助医疗机构有效存储、整合数据，其次才是构建、利用工具，对治理后的医疗大数据进行分析，进而为医疗决策提供科学依据、提升医疗效率。相较于后一环节的医疗大数据应用，前端的治理显然更为繁琐。一个患者的全生命周期数据不仅包含产生于医疗机构的就诊、治疗、康复等临床数据，还包含与生俱来的基因组数据、可穿戴设备生成的个人健康数据。以医疗机构产生的临床数据为例，患者在选择医疗机构时需考虑疾病严重程度、地理位置、优势学科等要素，一生之中的就诊不会局限于单家医院，因而其临床数据往往分散于多个医疗机构中；一家医院的临床数据分散在多个不同业务系统中，HIS、CIS、PACS、RIS 之间未必能够实现互联互通。有需求就有市场。为了治理过往沉积的数据，标准化后续生成的数据，不少医院开始投身于数据的数据中心的建立与数据平台的运营，两个模块如今已经孕育起一个十亿级的市场。全民健康信息化调查报告曾对医院信息平台的基本功能统计。数据表明：已有超过一半医院进行了一定程度的数据中心部署。但在人工智能、物联网、语言模型等一众新式技术的推动之下，越来越多的数据中心面临升级、扩容、云化等需求，进而演化为新时代的医疗大数据市场。图表 4 2021 年各类医疗机构大数据应用开展情况（单位：%）数据来源：全民健康信息化调查报告92.12.1 新一代医院数据中心拉开千亿市场序幕新一代医院数据中心拉开千亿市场序幕伴随信息技术和网络技术的跨越式发展，现代医院的运营特征表现为医疗业务的智能化与应用部署的敏捷化，使得医院业务产生的信息朝着复杂化、专业化、海量化的方向发展，并对各系统之间的互联互通提出更高层级的要求。此趋势下，围绕网络带宽、服务器性能、交换机处理能力等设备运行特征建设数据中心机房的思路无法应对新型数据结构下涌现的数据安全保障、线上业务支撑、数据资产管理等需求，亟需引入新的 IT 架构来应对新的业务对计算资源、存储资源、网络资源的新要求。因此，部分医院开始转变信息化建设思路，借助云技术打造新一代医院数据中心，综合利用各类数据服务临床、决策和科研过程，提高医院管理的科学化、规范化、精细化水平。2.1.12.1.1 新一代数据中心的优势新一代数据中心的优势传统大数据中心分为两类形式。一类是以业务支撑为主、整合电子病历的临床数据中心（CDR），其作用是支撑日常的医疗活动，收集与呈现医疗过程中的数据，绘制常规报表统计等。另一类以管理和科研为主的大数据中心，其作用是面向临床研究、医院管理与智能产品开发，满足科研、管理活动中的数据批量处理的挖掘与分析需求。目前国内大部分全院级 CDR 完成了医院各业务数据的物理汇聚，但数据质量仍处于原始状态，对数据的深层架构与逻辑关系尚未进行梳理，针对现有 CDR 开展临床相关的数据分析挖掘仍具有极大困难。此外，由于不同科研数据库一般采用自定义的数据模型，在建立多中心数据池、数据共享或数据合并时需要花费大量时间和资源进行数据映射和重新编码，一旦出错很容易导致计算机数据调用、分析过程和结果出现混乱。要解决传统大数据中心存在的问题，新一代大数据中心应具备以下能力。1.满足医院创新业务需求。提供多种大数据应用开发工具并支撑大数据应用部署，例如利用 NLP 从海量电子病历数据中提取知识，辅助临床科研；利用深度学习从海量的医学影像中训练人工智能模型，辅助医生临床诊断。2.满足医院管理发展的需求。支撑人工智能应用为医院运营管理提供更深的洞察和更敏捷的反应；支撑实时流计算，能够应用大数据分析技术并将分析结果实时反馈到临床业务；支撑边缘计算与物联网技术实现智慧后勤。3.满足医院智慧应用配置需求。支持搭建安全、有弹性、可扩展的对外服务平台；支撑区块链等创新技术解决数据共享、流通、归集和安全问题。104.满足跨部门业务协同需求。支撑云网融合技术，能够在保证内外网间数据交换的安全性的前提下以打通院内系统、外部系统及云上系统，以实现医院业务的连续性。5.满足数据治理需求。可提供的全局数据服务需要覆盖数据标准管理、基础数据管理、数据采集、数据汇聚、数据深度加工、数据资产管理、数据质量管理、数据安全管理等对数据的全生命周期治理服务。6.满足数据服务需求。支撑医院内部实现系统互联互通和数据对接共享的需要；医院提升海量数据资源质量的需要，数据驱动医院进行科学决策的需要，面对数据安全风险的需要。图表 5 云上新一代医院数据中心主要特征数据来源：新一代医院数据中心建设指导2.1.22.1.2 新一代数据中心的架构新一代数据中心的架构在新一代医疗数据中心建设指导一书中，新一代医院数据中心被定义为以私有云为主，多云结合为特征的医疗云数据中心，并将新一代医院数据中心的架构划分为医院基础设施服务层（laaS）、医院应用支撑服务层（PaaS）、医院应用层（SaaS）。图表 6 新一代医院数据中心架构11数据来源：新一代医院数据中心建设指导在基础设施之上，医院应用支撑服务层提供平台应用服务，包括应用开发和测试的平台服务、通用应用服务、数据服务（DaaS）以及医疗行业特定的服务。最上层的医院应用层提供各种类型的医院业务应用，主要分为三大类，即事务型业务、数据分析型业务以及跨院业务。这些业务应用通过平台即服务（Plantform-as-a-Service，PaaS）层提供的 API 使用平台服务。此外，统一安全管理及统一运维管理将贯穿数据中心的各个层次，保证整个系统在安全环境稳定运行。2.1.32.1.3 新一代数据中心的部署方式新一代数据中心的部署方式目前，医疗健康行业对安全和隐私方面的高要求使得医院数据中心主要以私有云为主，这种方式不但可以保证医院完全控制其安全措施，也可以确保其数据中心能够满足相关法律法规。私有云部署也可以使医院明确知道自己所购买软硬件成本，使数据中心成本可预测。但是私有云部署的总体成本相对较高，也带来了医院管理的复杂性，而且数据中心的扩展性也受到医院本身条件的限制。有些医院为简化管理，提高灵活性等因素考虑部分非核心业务也可能会选择托管公有云，由第三方服务商进行管理和运行，成本可控但其灵活性仍然有限。但出于对公有云可扩展性、高性能、低成本等优势的需求，医院越来越多地选择将其一些对外服务业务和 IT 能力部署在公有云上。12混合云技术的使用仍在探索中，该部署方式使得医院未来能够在私有云和公有云之间灵活地部署和迁移其工作负载，其典型的场景是将单个或多个私有云和单个或多个公有云结合为一体的混合云和多云环境。医院云数据中心也会通过互联网或专线与第三方平台对接，例如区域影像中心、全民健康信息平台和医保信息平台等。2.22.2 影像补位，影像补位，AIAI 企业成为基建主角企业成为基建主角自深度学习广泛应用于计算机视觉后，围绕医学影像展开的人工智能开发催生了独立建设影像大数据中心的需求。因此，不少企业尝试在 PACS、RIS、PIS 等涉及医学影像的业务系统之上，以中台形式搭建一个能够综合管理应用全院所有影像的大数据平台，更标准、更便捷、更经济的方式对影像类数据进行汇总，进而推动相关科学研究的进行。对比新一代数据中心，影像数据中心的需要同样宽泛。作为医疗数据大国，我国的影像数据占据了 80%的份额，维持 30%的增速持续增长，但大量数据停留在纸质化的阶段，超过 80%的数据为非结构化数据。因此，围绕影像展开的医疗大数据中心建设能够有效触及此类需求，易联众、卡易、富士胶片等传统医疗 IT 企业及深睿医疗、汇医慧影等人工智能企业均围绕此业务深化信息化布局，一方面为医院搭载治理影像数据的平台，另一方面借助平台协同医院推出新的人工智能解决方案。现有的医学影像大数据中心通常具备两类智能。其一为集成智能化影像应用。伴随人工智能技术的规模落地，一家医院常常会安装多个人工智能辅助诊断应用。为了方便医生在不同应用之间无感切换，医学影像大数据中心可以起到业务中台的作用，将众多人工智能软件集成，便于医生使用。同时，大数据中心还可以通过互联网实时更新新的人工智能应用，医生需要时可直接联网下载。其二为助力影像数据资产化。由于影像数据量本身体量较大，医院很难精准评估影像数据集价值，可能在数年之后需要调阅时才发现文件发生损坏。在这一场景下，影像大数据可以助力影像数据治理，在数据生成后便及时打上标签并归类，并注明其可能存在的价值。核心能力外，还有一些企业的大平台会打造一些特色功能。以深睿医疗新发布的 DeepwiseMetAI 智慧影像&数据新平台为例，该平台以计算机视觉、NLP、深度学习等 AI 技术为基础，实现影像扫描后重建、打印、诊断、会诊、教学、科研的一站式影像科全周期智能管理。这个过程中，深睿医疗能够帮助医院生产高效精准的结构化数据，逐步积成影像科的优质数据资产。同时，深睿医疗也在借助大数据平台打造以科研创新及应用为导向，实现数据到成果再到应用的创新闭环模式，加速科研成果转化，助力学科高水平发展。目前，深睿医疗已与四川大学华西医院、南京市中医院、浙江大学医学院附属儿童医院等国内多家医疗机构合作，依托13全院级科研数据中心，探索疾病智能化诊疗的新模式、产出高质量的成果、全面促进成果转化。2.32.3 临床科研发力，科研药研加速数据库建设临床科研发力，科研药研加速数据库建设临床科研数据库的建设需求基本可分为两大类：一是数据沉淀需求，通过积累数据资产，为尚未明确的研究课题和研究方向做探索准备，如医院对积累患者多组学数据的需求；申办方对积累临床研究数据资产的需求；积累医患管理数据的需求等。二是临床研究需求，如辅助已明确方向和课题的研究者发起的临床研究（IIT），以及药企发起的临床试验（IST）完成定向数据治理、质控、锁定和应用等相关工作。人工智能、大数据等技术出现后，临床科研数据库的部署开始由“人力支撑”向“智能支撑”、从“强平台能力”和“强科研服务”的转变；专病库与临床研究数据采集系统（EDC）两类重要产品开始融合，逐步合并为一套系统。临床科研数据库的价值随之深化。某肿瘤医院每年收治数千例宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌等妇科恶性肿瘤新发病例，诊疗数据均存储在该院业务系统中，没有统一的标准规范和格式，且为非科研所需的结构化数据，非常不利于临床医生精准定位患者和统计分析数据。而在搭建了本地专病库后，患者群体定位能力和科研效率显著提升，数据处理成本降低，医院还获得更多科研机会。此外，该项目还反哺临床场景，帮助提升院内病历质量，增强规范诊疗能力。图表 7 临床科研数据库的分类及特点数据来源：临床科研数据库系统的现状与未来2.3.12.3.1 临床试验数据库临床试验数据库伴随数据科技的发展与医院对于临床试验数据库的日益重视，临床试验数据库的能力界限与发展路径都迎来的新的改变。其一，融合院后随访数据。院后随访数据作为患者临床结局的反映，是多数临床研究中必须收集的数据。但传统的院后随访要么需要患者前往门诊主动随访，要么依靠临床研究人员电话随访。前者需要患者频繁往返医院，患者体验较差、后者存在随访工作量大、失访率高、数据质量受限等普遍性问题。14移动通信技术及应用广泛发展，临床研究人员如今可通过网页、微信、App 等多种形式提供患者院后随访服务以及收集患者自报告结局（PRO）。由于随访问卷、查体原始报告等信息可以由患者直接录入或上传，随访频率及随访质量均得到有效提高。为了更好地融入院后随访数据，临床试验数据库应与新型的院后随访系统相集成，实现临床数据与随访数据的一体化整合，从而有效提升科研数据完整度。其二，融合电子病历数据。临床科研数据采集需求会更多地体现在医疗业务信息系统中，两类系统之间的协同互补将是发展的趋势，但与医疗业务信息系统的协同，从医疗记录中回顾性提取科研数据，实践中始终存在着原始记录不全、结构化技术要求高的困难。为此，医院应建立“临床科研一体化”的电子病历系统，补全缺失的结构化数据。但就国内医院目前的互联互通建设水平而言，绝大部分医院无法实现全结构化的电子病历。要解决这一问题，一方面可把结构化的科研数据表单以“插件”形式集成到临床电子病历系统中，兼顾临床记录的描述性和科研数据的结构化，另一方面可从专科化的检查方面推行结构化报告，逐步向全院进行延伸。其三，完善数据加工功能。回顾性研究数据收集利用模式的改变在目前的科室专科专病数据库中，有相当一部分是为未来的回顾性研究而建设。一方面，在研究问题不确定的情况下，建设和维持科研数据库需要投入专门力量，长期持续难度大；另一方面，随着电子病历数据的完善和数据处理分析技术能力的提升，研究人员提出问题时，能够针对研究问题直接从原始数据中提取所需特征变量开展研究。在专业化的数据服务能力支持下，直接提取科研数据有更高的效率，能最大程度地减轻临床科室工作量，这一趋势在医院的大数据中心工作实践中已经开始显现。未来，临床科研数据库系统的数据加工功能会进一步优化，入库的数据会更为精准、数目缩小，预先建库的模式将更多地转为有研究问题时的即时建库和数据加工，整个过程将进一步简化。2.3.22.3.2 病例注册数据库病例注册数据库病例注册数据库主要用于支持疾病或治疗措施的观察性研究，通常为多中心数据库。研究设计者围绕研究主题和特定的研究问题，设计统一的病例数据采集表单，组织真实世界病例数据录入汇集，形成大规模的观察性病例数据库。现实中，一些队列研究数据库具有与病例注册数据库相似的特点，亦可归入此类。病例注册数据库具有以下特点：通常为多中心数据库，对数据标准化定义要求较高；各个医疗机构的信息系统并不相同，病例注册系统与各医疗机构信息系统建立接口的可能性较低，数据采集主要依靠人工录入，因而病例登记表所涉及的变量数通常不宜设计过多；多中心采集场景下，对病例注册系统的数据录入和共享权限有特定要求。152.3.32.3.3 专科专病数据库专科专病数据库专科专病数据库主要用于支持临床科室按专科或病种收集病例数据和开展观察性研究，其所收集的病例数据项较广。在实际工作中，科室建立专科或专病数据库可分为两种情况：一种是有研究目的但研究问题尚不明确，建库是为未来的科研问题积累数据，其所收集的病例数据项较广，病例表单构成较复杂；另一种是围绕特定科研问题的病例数据收集，数据项相对较少，病例表单相对简单。随着医疗信息化的发展所提供的便利性增加，近年来此类数据库的建设需求越来越多。此类数据库与注册数据库的特点有类似之处，但由于属于单中心数据库且未来研究问题存在不确定性，所以多数数据库设计包含数据项较多，数据标准化定义要求相对宽松；对从医院电子病历数据资源库（CDR）获取数据的要求较高。2.3.3.12.3.3.1 专病数据库的构建趋势专病数据库的构建趋势传统临床科研数据收集因采取人工录入而存在数据格式、标准不规范以及利用率、成果转化率较低等问题，无法满足日益增长的科研需求。因此，各分支学科均存在专病大数据建设需求，即通过建立专病数据库对医疗大数据进行整合与分析利用，提高专科疾病医疗服务质量及预测治疗效果，进而规避和降低医疗风险、抑制医疗成本等。医学科技和信息技术的飞速发展，使得医院诊疗数据和病理及影像等数据，正在以惊人的速度增长。包括基因组、表观组、蛋白组和代谢组在内的组学技术迅猛发展，促使生物医学领域快速进入“大数据”时代。依靠快速增长的生物医学数据，重新审视疾病，对疾病进行细化分层，使得医学研究的重点更加精细和深入，逐渐集中于亚专业和专病，特别聚焦在高发病率、高死亡率、高疾病负担，严重影响人群健康的重大疾病上。此趋势下，专病数据库的建设也需沿着新的建设方向发展。首先，建立目标专病数据模型及相关技术标准和规范专病大数据平台建设难点在于多源异构数据整合，需要建立通用数据标准，形成统一数据模型及相关技术标准和规范，以汇聚更多模态、来源更广的专病数据。其次，应实现规范化数据汇集机制为对接医院业务系统临床信息进行底层数据集成，基于目标专病特点，利用标准化、规范化的数据元、术语库和同义词库，通过前置机及在线分析技术，根据机器学习智能推断数据结构、主外键关系、数据字典等元数据信息，采用自然语言处理、知识图谱和人工智能等技术对数据进行清洗、质量控制、结构化和归一化等处理，根据患者主索引及标准化数据模型建立肝硬化专病数据仓库，实现源数据自动化采集、数据解析与清洗、结构化与标准化预处理、基于逻辑与规则编写的指标抽取以及规则挖掘、知识查询、关联分析、图像处理、异常检测和预测分析。同时，需建立统一的规范化数据汇集机制，兼顾数据安全、处理性能和跨域传输能力，提供全量规则的医学临床真实数据。16最后，应建立高性能、高可靠性、高扩展性的存储架构目标专病大数据存储既包含 NoSQL类型的数据库如 HBase、MongoDB 等，也包含 MySQL 等关系型数据库；存储架构引入 Redis、Memcached 等内存型数据库以提高实时计算速度；分布式计算框架则包含 Spark/Flink 流处理框架、Hadoop 等批处理框架、图计算引擎、数据挖掘引擎、TensorFlow 等人工智能处理引擎的多种分析框架，以满足不同分析场景需求。该存储系统具有分布式特点以应对数据规模增长；具有分层特点，即由高速和低速存储混合构成，高速存储保障在线实时或近实时分析，低速存储实现离线批处理等；同时具有完备的数据管理能力以满足数据冗余备份、同步、隔离等处理。2.3.3.22.3.3.2 专病数据库的应用及效率评价专病数据库的应用及效率评价专科数据库支持医院各级医疗工作者和科研人员对目标专病的常规临床诊疗与医院管理所需的数据管理、查询、统计与可视化；可为临床与科学研究提供有力支持，可根据特定研究目标选定纳入标准、排除标准及输出指标来选择研究人群特征，以进一步在线特征描述、特征分析或下载相关数据开展更深入的数据挖掘和人工智能应用研究，例如大型队列、多模态数据融合的疾病预后、随访等临床科学研究；可支持基于标准应用程序接口的大数据分析挖掘及机器学习、深度学习等人工智能分析算法和模块的接入、嵌入，支撑未来数据驱动的目标专病临床与科学研究。效率方面，过去通过编程方式实现 CRF 表单的设计与制作需要 13 个月的时间，而可视化、交互式的 CRF 表单配置可将时间缩短至 3 天；医生手工整理 1 份病历花费约 1 小时时间，而借助 NLP 处理，辅以手工填写补充，可将时间缩短至 20 分钟内。2.3.3.32.3.3.3 尚需解决的问题尚需解决的问题尽管科研专病数据库系统平台建设已为医院科研带来一定成效，但现有的信息化系统仍存在一定不足：大量不同时期电子病历文件、检查报告、病理报告等非结构化的内容需要做结构化处理，但针对医学用语的 NLP 其数据理解能力仍有提升空间，对电子病历的语义分析有待加强。现有的科研专病数据库系统中缺乏随访数据，后续还需加强互联互通建设，将专病数据库与随访系统对接，补齐科研数据短板，实现随访数据的共享利用。数据库的维护和应用还不理想，建库容易维护难，课题结束后大部分的科研专病数据库处于无人问津的状态，造成新的资源浪费，需建立长期的数据采集和维护管理及奖励机制，鼓励临床医生和科研专病数据库研发建设的 IT 工程师，不断完善平台功能、定时补充更新数据，丰富科研专病数据库的内容。172.42.4 数智化技术赋能，智慧后勤打开新需求数智化技术赋能，智慧后勤打开新需求伴随医院的规模及能力日益增长，越来越多的数字化设备（医技设备、监护设备、智能楼宇和视频监控等）进入到医院。此趋势下，过去粗犷式的后勤管理模式已经难以控制高涨的后勤成本。面对水、电、气、电梯、停车、物流、视频监控、高值耗材等要素组成的复杂的后勤体系，医院必须寻求创新技术实现更为精细化的管理。要解决上述问题，首先需要医院进行有效的顶层设计，将繁多的设备统一至单个系统管理，并保证运营过程中的数据采集、数据治理、数据应用。人工智能支持下的 IT/OT 系统是一种理想的管理方式，该系统将信息技术（IT）与操作技术（OT）融合，并融入大数据技术进行包括物联网数据在内的异构数据存储以及快速数据访问和处理；借助边缘计算与物联网技术实现对智慧后勤业务需求的支撑。不过，现阶段少有企业能够提供融合多重信息流的一体化系统。实际中，供应链、物流分属不同解决方案。峰禾科技、国医科技、海遇医疗、德荣医疗、万序健康、医贝、微萌、图特、爱惠、联众智慧等企业可提供 SPD 及对应硬件，赋能医院供应链管理；三维海容、瑞仕格等则可提供特定环境下的物流系统。美的楼宇科技、达实智能等少数企业能够提供医院级的后勤系统。以美的楼宇科技旗下智慧医院 LIFE2.0 解决方案为例，该解决方案从交通流、信息流、体验流、能源流四个维度进行顶层规划，全面覆盖医院所面向的管理者、医护人员、病患和后勤人员等多维度人群不同空间的多元化需求。图表 8 美的楼宇科技 LIFE 智慧医院框架体系数据来源：美的楼宇科技18大数据工具支持下，医院各个场景产生的数据不再独立，且可实时传输至控制中心。在这一情况下，医院可以根据各个场景的运行情况调度及时调度资源，并根据历史时间数据对未来场景流量进行预测。如在暖通工程这一场景，美的暖通设备匹配驱动算法软件有效联动，能够自动控制各等级手术室及病房的室内温度、空气湿度、空气洁净度、气流分布，提高患者就医环境的舒适度和医院用能效率，可将相关能耗降低约 30%。总的来说，全局性的智慧后勤将为医院带来一场管理革命。但由于医院物流设计、暖通工程安装等环节对于医院的空间设计提出了很高要求，且很多医院在设计前并未考虑复杂工程的改造。因此，智慧后勤的市场规模会伴随医院院区的更迭不断提升，有望在未来持续发力。2.52.5 大数据赋能的智慧医学教育大数据赋能的智慧医学教育随着现代医学技术不断更新和创新，医学教育也必须不断创新，保证教育方式与教育内容的先进性，以便培养出具备先进医学技能和知识的医生。智慧医学作为一种新的医学教育方法，采用了现代信息技术，结合大数据和人工智能技术，将医学知识技能和经验转化为数字化数据，已在教育和临床医学实践中丰富应用。相较于传统医学教育，智慧医学教育具备以下特征：人性化教学。智慧医学在临床医学教育中可以根据学生的学习能力、兴趣和需求进行人性化教学。例如，使用虚拟仿真技术和实验室等工具和资源，对于不同的学生可以提供不同的个性化课程和培训模式。“虚拟患者”可以提供一系列的可控情境，帮助学生进行实践操作和审诊，同时又不会造成真实患者的危险和风险。实时监测。智慧医学可以利用传感器和移动设备等技术实时监测学生的实践操作和诊断过程。这样可以在实践中及时发现学生的错误和欠缺，及时纠正和给出指导，引导学生不断改进和提高。协同学习。智慧医学在临床医学教育中可以应用协同学习技术，使学生之间的互动和合作得到增强。这样有利于增加学生之间的交流，从而促进学术研究。我们可以结合成套的代表医学病例，对学生进行分组的探讨，进而学习各种临床技能，比如医学写作技巧、临床操作操场技，以及团队合作技巧等。跨学科合作。智慧医学可促进不同专业之间的合作，进而为扩大学生的科学视野和增强交流平台出现，促进跨学科合作交流。临床医学教育可以将生物医学科学、信息科学和生物信息学等相关学科知识结合起来，增强学生的综合能力和创新意识。目前，竹石数据、忆信捷等从事临床教学的信息化企业，以大数据、人工智能等技术应用于19临床教育医疗大数据平台的搭建中，柯林布瑞等企业也深入其中，尝试打造专注于教育服务的“EDR”。以竹石数据为例，其大数据平台能支持学校和附属医院不同系统的多源数据对接，在架构上能满足对这些数据进行统一存储、处理、共享、分析、发掘；从业务上能支持学校对教育数据的最大化利用，实现数据的互通共享，科研、教学、管理等多个层次的使用，发掘教育教学规律，辅助教育决策，提升教育治理水平。图表 9 竹石信息医教大数据平台整体架构及功能分层定位数据来源：竹石信息此外，该大数据平台能够对接和治理临床教学过程中海量的临床教学数据，并且能够使用流处理来应对学校系统中的一些实时数据（如设备和资源使用情况的监控数据），进而为学校提供功能丰富且安全可靠的教育大数据平台和相关的配套分析应用。2.62.6 解答解答 5 5 个医院大数据中心建设中的常见问题个医院大数据中心建设中的常见问题尽管大量医院已经意识到了医疗大数据的潜在价值，但在实际基础设施建设过程中，仍会存在一定问题。整合各位专家观点，蛋壳研究院将其梳理如下：出于怎样的需求，医院需要建设新一代大数据中心？临床数据中心，即临床数据存储库（clinical data repository，CDR），是一个通过标准信息表达和临床术语支撑的临床数据库，集成了来自医院不同临床信息系统的业务数据，实现多个业务域之间临床数据的存储。过去，CDR 一直承担着日常业务的支撑功能，能够针对患者个体进行多方面的信息收集，实现医疗过程中的数据收集与呈现、常规报表统计等功能，具有实时性、长期性与稳定性。20相较之下，新一代大数据中心则是服务管理和科研过程中的数据分析处理，其作用是面向临床研究、医院管理与智能产品开发，满足数据批量处理的挖掘与分析需求。目标对象不同外，两类数据库的差异还在于数据收集、工作模式、技术形态。数据收集方面，大数据中心在进行分析工作时，不仅需要业务数据，还需要患者的随访数据、基因数据等。工作模式方面大数据中心的统计挖掘工作具备主观、大批量的特征，目的性较强，而 CDR 处理的工作具备日常、规律性等特征，义务性较强。技术形态方面，大数据中心需要分布式并行系统进行数据挖掘，而 CDR 会采用关系数据库，保障实时处理医疗数据。总的来说。在以临床为中心的单一目的医院管理时代，医院建立 CDR 已经足够满足业务方面的需求。但随着科研需求的增加，新一代大数据中心将借助 CDR 的基础能力，在医院系统之中发挥更为重要的作用。信息中心部门之外，医院是否需要另设大数据中心部门？大数据中心和信息中心的职能与特点不同：传统的信息中心通常以信息系统建设和运维为主要职能，而大数据中心的职能是提供数据服务，尤其是为临床医学研究提供服务，这些服务是个性化的，需要特定技能的团队来提供。大数据中心和信息中心的关系又非常紧密，大数据中心的建设紧密地依赖于医院的信息化建设，所有的数据都来源于信息系统，二者密不可分。另外在数据质量方面，也需要通过信息化建设来不断提升数据质量。解放军总医院信息科高级工程师薛万国曾在 HIT 专家网上发表意见，他认为：理想的状态是信息中心提供原始数据，大数据中心分析数据、建立模型，所得成果再通过医院信息系统赋能临床。二者的紧密结合，可以在诸如静脉血栓栓塞症（VTE）风险预测、医疗质量控制、临床辅助决策等方面发挥重要作用。他还表示：大数据中心和信息中心并非简单的分与合的问题，应该在医院内建立一个大信息体制，这个体制要体现出大数据中心是传统医院信息化内涵的扩展。至于大数据中心是否需要独立设置，这只是行政管理、分工管理上的形式问题。专病数据库是不是数据研究的必由之路？目前医院常见的专病数据库分为两种：一种是基础病例库，也即在建库时并未确定具体的研究问题，因此一般要求特征数越全越好，数据整理的工作量很大；一种是面向问题的病例库，也即针对特定科研课题的数据收集，对数据质量要求较高。过往在建立专病数据库时，需要临床科室对所有病例数据进行人为加工，其优点是数据质量高、后期的数据处理量小，缺点是工作量巨大，需要建立长期的工作机制，临床科室往往很21难把这件事坚持下来。这也是大部分专病数据库效果不佳的主要原因。薛万国认为：当医院建有大数据中心和相应的服务能力以后，可以将病例原始数据整合在数据资源池内，临床科研人员针对具体的研究问题，利用大数据中心提供的服务进行数据加工、特征抽取和数据分析。这种方式的优点是前期的工作量小、难度低，适合缺乏长期专门团队的临床科室，缺点是数据质量不及专病数据库。这种方式的好处在回顾性科研课题中表现较为明显。数据安全问题能否解决？在信息使用权限方面，医院大数据的信息安全领域并没有明确的法律规定，这就造成医疗大数据信息安全防火墙缺失，构成了信息安全隐患。医疗大数据的有关信息，也在一定程度上涉及个人隐私问题，因此必须对个人数据安全给予高度重视。部分医院在推进医疗大数据建设的过程中，并没有全面认识到建立隐私保护、知识产权、数据信息安全等方面的医疗大数据法律与技术保障体系的重要性。因此，医院不仅需要加强对隐私保护立法的认识，为个人医疗信息的保密提供法律保障，还需要在居民健康信息管理过程中，明确信息使用权限。医疗数据安全技术保障领域，部分医院的医疗大数据的安全和个人医疗数据的隐私保护同样需要加强建设。关于系统保护方面，部分医院在这方面的系统保护做得还不够。就目前来看，对于个人信息的管控还不是非常严格，“脱敏”“去标识化”处理不足，容易对个人隐私产生影响。因此，医院应建立安全信息通报制度，规范化风险隐患化解方案和应对工作措施。是否需要独立招募大数据治理相关人才？医疗大数据建设是一项具体的庞大工程，在这项工程建设中，许多专业性较强的事务需要大量的专业性人才来完成。当前，大部分医院严重缺少医疗信息人才，更缺少高素质的复合型信息技术人才，严重制约了医疗大数据建设。由于医疗大数据建设中的技术工作对人员要求较高，一般技术人员难以胜任，导致医院内高水平的信息技术人员数量不足。因此，医院应招募特定人才执行大数据治理相关工作，保证建设的合理性与高效性。2223早期纷繁复杂的存储、清洗、分类，其根本目的是要构成标准化的数据集，服务于应用的打造及运营。因此，如何在构建医疗大数据集之后实现数据的高效应用，成为输出医疗大数据价值的关键所在。全民健康信息化调查报告 曾对现有的医疗数据的应用情况做出分析：现阶段医院各项大数据应用仍处于低位，三级医院应用数量占比不足 20%，二级医院应用数量占比不足 5%。其中，三级医院的运营、临床数据；二级医院的健康数据应用相对较多，其余数据仍需进一步发掘应用。图表 10 各类医院大数据应用开展情况数据来源：全民健康信息化调查报告缺失的应用比率正是科技医疗公司的机遇所在。本章将围绕大数据下的智慧应用建设，讨论科技公司在大数据时代面临的历史性机遇。3.13.1 临床大数据应用临床大数据应用作为数据资产化中最具价值潜力的一类数据，临床信息化建设的进步不断推动基于大规模医疗数据的临床真实世界研究，以电子病历为数据源建立临床研究数据库的需求愈发繁多，临床科研数据库系统的功能需求及支撑技术也在不断发展演化。因此，在传统的病例数据收集和利用模式发生变化的背景下，总结分析临床科研数据库系统的发展对于完善临床科研数据库建设、提升临床科研支撑水平、打造基于临床大数据的相关应用具有重要意义。3.1.13.1.1 临床辅助决策系统临床辅助决策系统根据临床决策支持系统的构建与应用的定义，临床决策支持系统（Clinical Decision24Support System，简称 CDSS）是指运用系统的临床知识和患者基本信息及病情信息，加强医疗相关的决策和行动，提高医疗质量和医疗服务水平的计算机应用系统。简而言之，CDSS的出现是为了帮助医院通过“数据治理”触达“临床管理”。CDSS 的结构通常由知识库、推理机和人机交流三个部分组成。最早的 CDSS 又称专家系统，虽也能对已知信息和数据的分析与解释，确定它们的含义，但由于数据库包含数据有限、逻辑推理规则较为简单，这类一方面严重依赖专家经验，且无自主学习能力，难以应对复杂问题。人工智能与大数据相关技术及相关企业的出现重新定义了 CDSS 的能力，推进了专科 CDSS的发展。数据层面，卫和医学等权威知识库提供方以实时更新、自动化处理、可解释内核的动态数据库取代了传统静态数据库，为知识图谱的构建提供的权威全面的医学知识支撑。图表 11 卫和数字生命体征医学模型数据来源：卫和医学算法层面，NLP 等智能技术的崛起，使得 CDSS 能够清晰“理解”需求，为临床医生提供诊断、治疗、护理、手术、合理用药等方面的决策支持；为具体疾病提供建议、提醒、报警、计算、预测方面的决策支持。图表 12 医院采购 CDSS 产品涉及的主要系统25数据来源：蛋壳研究院现阶段下，CDSS 需要突破的难点大致分为两点。其一，全科 CDSS 已经很好地将权威的知识库融入了模型中，但绝大多数的 NLP 仍需提升语义理解能力；其二，专科 CDSS 已经 VTE、房颤等医疗场景中获取一致认可，但受制于数据获取、场景认知等因素，创新产品的开发速度仍有待提升。3.1.23.1.2 人工智能辅助诊断系统人工智能辅助诊断系统人工智能的能力界限取决于算法、算力、知识、数据四大要素。对于初创公司而言，算法可以借助开源模型修改，算力可以购置 GPU 获，知识可以寻求权威知识库合作。唯独数据，既需要企业同医院取得合作，协助治理数据，建立高质量数据集，又需要导入模型，逐步调试参数，取得合适的训练结果。与专科 CDSS 面临的问题类似，创新人工智能辅助诊断系统的开发同样受制于病种数据的限制，因而医疗大数据的快速发展将帮助 AI 公司以更低成本获取更高质量、更大规模的数据，突破现有应用场景的局限性，进而颠覆 AI 赛道的发展。伴随影像数据标准化的推进，人工智能辅助诊断系统已经突破了眼底、肺结节等传统应用场景，实现了多模态、多病种、全流程的覆盖，甚至深入治疗领域，辅助手术导航。以沛心科技的“智心”CardioVerse 为例，该 AI 是一种基于 CT 影像数据的瓣膜评估及手术规划系统，可帮助术者进行手术风险评估，指导手术策略，保障 TAVR 手术安全性，提升手术成功率，助力 TAVR 术式下沉。推想医疗的“龙点睛穿刺手术机器人”则瞄准了经皮穿刺，利用人工智能技术，融合磁、机、电、控、软、算等多学科，实现全自动组织病灶识别、手术自动路径规划和穿刺引导及消融规划评估，帮助医生准确定位病灶、提高穿刺准确度、减少患者手术创伤、缩短手术时间、降低术中和术后并发症的发生、减少术中 CT 扫描次数和辐射，从而辅助医生更准确、更快26速的完成经皮穿刺下的早期癌症消融的手术操作。3.1.33.1.3 真实世界研究真实世界研究真实世界研究是指针对预设的临床问题，在真实世界环境下收集与研究对象健康和疾病有关的数据（真实世界数据）或基于这些数据衍生的汇总数据，通过分析，获得药物或相关器械使用情况及潜在获益风险的临床证据（真实世界证据）的研究过程。真实世界研究可以是观察性研究，也可以是干预性研究。与传统随机对照试验（randomized controlled trial,RCT）不同，真实世界研究的数据来自真实临床场景，证据外推性好，可用数据量大，研究易于开展，成本相对较低，可帮助研究者发现临床实际情况与理想 RCT 研究之间的差距。有效的真实世界研究一定程度依赖于研究者对于医疗大数据的分析管理能力。在构建数据集时，研究者应执行可行性评估、数据质量控制、方案分析、方案评价、输出与反馈、安全与合规六个环节，过程中需要完成数据评估、数据获取、数据存储、数据清洗、模型建立等工作，非常依赖大数据平台的处理能力。3.23.2 运营大数据应用运营大数据应用将大数据分析技术应用到医院运营管理当中，能够在海量的大数据中挖掘出最具价值的数据信息，保证医疗企业中的各项管理工作得以顺利展开。在相关医疗 IT 企业的支撑下，部分医院经营数据已得到了充分分析应用，管理人员结合大数据分析平台提供的各项数据，全面了解医院各科室经营管理情况，对原有的经营管理制度及经营状态进行实时调整。3.2.13.2.1 为为 DIPDIP 提供技术支撑提供技术支撑基于大数据的病种组合（DIP）是利用大数据优势建立起的完整管理体系。该体系应用“随机”与“均值”的经济学原理，借助真实海量的病案数据，发现疾病与治疗之间的内在规律与关联关系，提取数据特征进行组合，并将区域内每一种疾病与治疗资源消耗的均值与全样本资源消耗的均值进行比对，形成 DIP 分值。目前，DIP 主要适用于住院医疗费用结算，精神病、康复类及护理类等住院时间较长的病例不宜纳入，其适应性及扩展性可探索应用于门诊付费标准的建立。DIP 与 DRG 的逻辑大致相同，均以将资源消耗相似的病例进行聚类作为理论基础，形成若干病种组。但 DRG 分组按照 MDC-ADRG-DRGs 的三层逻辑，一般只包含 600-800 组，而DIP 以一级至三级目录递进的方式完成建立支付病种表，二级目录约 3000 组，三级目录共计 16000 组。此外，DRG 从医学理论出发，落足于数据分析，每一组都严格遵照从解剖系统，到疾病治疗方式，再到病案个体特征的分层逻辑；而 DIP 则是基于客观的大数据事实，27即病种“存在便为合理”。目前，DIP 的落地方式通常分成两步走：第一步仅基于主目录，即主诊断 主操作 病例数进行落地，不考虑次要诊断，肿瘤转移，放化疗及离院方式等因素，故对数据质量要求较低。第二步则需加入病种第三层辅助目录进行考量，即肿瘤程度及病情程度，对次要诊断填写要求较高。因此，信息化水平较差的地区可以率先开展第一步，待基础数据质量得以提升后，再对病种进行细分更新。这种模式下，支付改革的进程就不会受到数据质量的制约，更容易在数据基础建设较差的医院进行推广。信息化水平较高的地区可直接进行第二步，快速完成 DIP 部署。3.2.23.2.2 以以 DIPDIP 辅助医院运营决策辅助医院运营决策DIP 对于医院运营决策的促进作用主要分为以下三点。一、DIP 促进医疗机构加强费用控制，提高经济运营效率。DIP 结算对样本医院的经营管理提出了较高要求。样本医院围绕病种分值与单价、时间与费用消耗指数等关键指标，建立院内运行评价体系，提质控费，促进科室提高经济运行效率。样本城市医疗保障部门要求，医疗机构每年人均费用增长不高于当地 GDP 增幅，同时将费用消耗指数及时间消耗指数两项资源消耗指标纳入考评范围该院多部门协同，紧密围绕 DIP 病种，进行成本效益分析，努力降低病种费用。DIP 改革赋能三级医疗机构发展内涵的实践与应用研究 以子宫多发性平滑肌瘤行腹腔镜子宫病损切除术为例分析了 DIP 的价值。该研究将某医院的子宫多发性平滑肌瘤行腹腔镜子宫病损切除术病历分为五组，应用 DIP 后计算费用结果。数据显示：不同诊疗组之间盈亏状况具有明显差异（P0.05）。诊疗组 C 盈利 1245.53 元，诊疗组 E 亏损 1263.14 元，诊疗组 C 与诊疗组 E 的药品折合分值分别为 35.93、44.47，耗材折合分值分别为 53.47、60.46。亏损诊疗组药品、耗材分值均高于盈利诊疗组，不同诊疗组间药品、耗材分值具有明显差异（P 0.05）该病种成本结构可以进一步控制、优化。图表 13 不同诊疗组子宫多发性平滑肌瘤行腹腔镜子宫病损切除术费用比较（P 0.05）28数据来源：DIP 改革赋能三级医疗机构发展内涵的实践与应用研究二、通过入组规则及辅助目录促进医疗机构提高病案编码与质控水平DIP 严格按照诊断编码前四位及手术、操作编码组合入组，同时考虑患者具有多项并发症、高龄与疾病严重程度等因素，建立辅助目录内容包含疾病严重程度、肿瘤 严重程度分型、次要诊断病种_年龄特征病种、CCI 指数等多项内容。上述规则促使医疗机构加强病案上海品茶质控管理，准确填写各项诊断与操作，不漏填、少填，争取医保费用得到合理结算三、促进医疗机构提高 CMI 值，提升核心竞争力DIP 支付体系鼓励了三级医疗机构严格控制基层病种的收治，提高疑难危重患者收治比例。对于费用极高患者，医保实行特例单议。医保多种措施促进医院调整病种结构，不断提升核心竞争力。DIP 付费实施以来，样本医院按院科组能力评价结构，确定“学科、技术、质量、费用、效益”五个维度评价的基于病种管理的临床发展能力评价体系，共 16 个二级指标、51 个三级指标，全面评价临床科室发展能力，确定优势病种，推动价值医疗，构建医院学科发展新格局。3.2.33.2.3 DRG/DIPDRG/DIP 助力医院国考助力医院国考在 DRG/DIP 发展过程中，大量医院为满足政策要求将 DRG/DIP 体系的能力范畴局限于第一维度。而医保数据贯穿不同医疗业务单元，其应用场景串联全院管理链条，它不仅仅可充当29医保控费的工具，亦有能力激活全院数据智能，成为医院精细化高质量“转舵”的抓手。因此，在第二维度中，医院需要与资源消耗管理、精细运营管理、临床路径管理等路径深度结合，帮助医院从全过程规范管理，到一体化精细运营，直至以资源消耗路径优化临床路径，实现临床诊疗“质效”融合提升。以国新健康的“DRG/DIP ”解决方案为例，该方案对于首先是数智赋能医院全过程规范管理。通过将病案质控、诊间监管、医保结算清单质控融入 DRG/DIP/APG 医院智能管理系统，实现医生填写病案时即开始审方、监管、质控，并利用预测性分析技术，根据即时诊断和手术预测分组展示不同分组方案，帮助医院在 DRG/DIP/APG 预分组、支付标准和结算差异等方面前置干预，过程预警。在动态监测、靶向定位可能存在的监管风险后，适度、规范管控，一站式结算质控上传归档反馈申诉，保障数据上传及时、准确、全面，提升医院一体化管理能力。其次是“DRG/DIP ”精细化资源消耗管理驱动精益运营。面对医院医保医疗服务与运营管理的痛点及实际需求，基于丰富的病案质控规则，国新健康“DRG/DIP 院内绩效分配”针对医保支付和卫健考核形成一体化解决方案，深入各业务场景持续挖掘分析，聚焦问题、落实精准，有效帮助医院将绩效考核指标转化为业务运营管理。在此基础上，其“DRG/DIP 医院全成本核算和预算管理”，从院级成本、科室成本、项目成本向病组成本和病种成本深化，促进临床诊疗规范，并挖掘医院优势病种，助力形成特色学科。同时，国新健康依据成本核算数据做出成本预算，将预算管控点前移至业务端，在符合临床服务与科研教学业务发展要求、人财物联动资源配置需求的前提下，预警医生端药耗使用、监测运营端设备资源配置，并融入绩效考核中，从而激励医务人员主观能动性，助力医院逐步从“收入增长”转变为“降低成本”，从财务视角转向价值链视角，全面、精准地实现以成本核算为基础的医院精益运营。最后是优化临床路径实现质效融合。DRG/DIP/APG 在院内形成的是资源消耗路径，以资源消耗路径优化临床路径，实则是通过对 DRG/DIP/APG 的指标分解，从服务能力、服务效率、质量安全三个方面，建立一套诊疗全过程管理工具，重塑“质量效益”管理新模式。在DRG/DIP/APG 的政策触发下，医院将以提升药物合理使用、提高检查检验合理使用、加强平均住院日管理、加强超支病组管理等为关键抓手，打通以临床业务为源头，通过合理诊疗、因病施治，改善资源配置，提高服务质量，激励协同合作，进而反哺临床的 PDSA 医院一体化精细运营管控路径，实现兼顾医疗质量与卫生经济双提升的“质效”融合。总的来说，国新健康的方案立足于医保支付本位、深入医疗业务及管理全过程、扩展“DRG/DIP ”一体化运营服务的行业布局，有助力医疗机构逐步形成数据采集标准、使用规范统一，以病种和临床路径为单元、医保支付为基准、全成本核算为结果、价值医疗为导向30的全面精益运营管理体系，进而实现三级医院“国考”排名的有效提升。3.33.3 院外其他大数据与应用院外其他大数据与应用相较于院内大数据，院外大数据归属于数据生产方，产权清晰，能够更加针对性地构建平台，开发应用。因此，不少 IT 企业针对药房、保险等机构设计大数据应用，提升经营管理效率，缩减销售运营成本。3.3.13.3.1 药店智慧管理药店智慧管理新冠病毒的肆虐为社会带来了许多消极影响，但也推动了不少互联网技术的进步。在药店领域，消费者对于智慧药店的认知大幅度进化，进而也倒逼药店经营者理念发生转化，智慧门店无疑成为新零售的前台和主战场。该形势下，药店同时面临挑战与机遇，一方面需要利用人工智能、大数据等技术建立智能化平台，通过分析各类数据提升连锁药店管理能力，另一方面可利用现有互联网资源帮助连锁药店探索新的盈利途径。部分企业协同智慧药房为患者提供个性化、专业化的健康管理服务。通过患者的身体数据和健康状况等信息，智慧药房可以为患者提供更加全面、细致、贴心的健康服务，例如为患者推荐合适的药品、健康饮食和运动计划等，扩展药房业务范畴。也有企业借助大数据技术及模型创新着力极具潜力的创新药院外市场，打开药房销售新增长点。譬如，上药云健康通过树立“益药”全国一体化品牌，以构建专业药事服务能力为基石，全渠道打造全国领先的一体化专业药房体系。2021 年上药云健康收购融合百济新特药药房、康德乐大药房；同时整合上药院边药房，纳入“益药”网络，DTP 业务进一步整合，逐步形成以“益药”系列为核心的全国新特药销售与服务品牌，已覆盖全国 25 省 66 市。作为中国最早开展新特罕专科病种服务的专业药房，上药云健康“益药药房”经营 6 大病种科组，130 个重大疾病和慢病病种。拥有业界认可的培训团队、药师团队及患教团队，以更好地为患者提供标准化、专业化的药学服务，确保用药的安全性和有效性。“以患者为中心”，通过药学服务准备（内容建设、药师培训）、标准化患者服务过程、专业化药物治疗管理（线上科普、患者治疗跟踪、信息完善和数据分析、患教活动）实现全程化的药学专业服务路径，提升患者的治疗信心和用药依从性。3.3.23.3.2 DTPDTP 助力助力 RWSRWS 研究研究与传统零售药店模式不同，DTP 药房销售主要是单价较高、存储条件较为严格的新特药，主要包括肿瘤药、罕见病用药等，且构建了一个连接医、患、药、保的综合服务平台，以病人为中心提供专业化、个性化、全周期的健康管理服务。31同时，作为院外重要的患者管理与服务场所，DTP 药房对肿瘤患者的全程管理具有重要的作用和价值。一项在美国西维斯特药药房开展的回顾性研究显示，在药房药师和患者间建立双向的信息沟通模式可有效提高慢性粒细胞白血病患者的治疗依从性。相比之下，国内与DTP 相关的 RWS 较少，但伴随上药云健康、思派健康、零氪科技等企业的介入，相关探索有所增加。2021 年思派健康旗下思派大药房联合北京大学医学部展开国内首份DTP 药房患者管理服务效果的真实世界研究，该研究采用回顾性队列研究设计方法，利用全国 79 家思派大药房的销售及随访数据，对 2019-2020 年间购买 PD-1/L1 类药物患者的购药和随访数据进行回顾性分析。研究结果显示，与随访接通率小于 30%的人群比较，随访接通率大于 70%的患者治疗中断及随访中断的风险分别下降 21%和 42%；治疗中出现不良事件的患者，中断治疗及随访的风险分别下降了 24%和 31%。上药云健康同样在专业化患者服务和提升患者依从性方面进行了广泛研究。该企业打造了DTP 一体化平台，拥有 60 余个品规，链接 600 家自营以及合作 DTP 药房。通过完整的数据链条和全景图，为药企提供患者疗效分析报告、患者黏性报告、用药人群画像、渠道分析报告、销量分析报告等全生命周期患者旅程服务。未来，基于与药企长期在临床领域开展对照药、器械、患者招募等方面的合作，业务触角将进一步向全周期数字化赋能方面延伸。基于药房网络和线上平台，汇集完善的患者数据池，通过专业的药事服务，增加与患者的触点，提升患者洞见的深度和广度，优化患者服务能力。图表 14 上药云健康益药 DTP 一体化平台32数据来源：上药云健康3.3.33.3.3 基于大数据的健康险定价及风控基于大数据的健康险定价及风控历经 30 余年发展，我国健康险行业已经取得长足进展，2019 年健康险原保险保费收入达到 7066 亿元，近十年的年复合增长率超过 28%。健康险，尤其是医疗险，非常考验企业精细化运营，过程中的风险定价需要大量的数据支撑。但由于缺乏医疗数据对接和共享机制，精算数据库无法得到扩充，因此健康险的产品创新受到抑制，同质化现象愈发严重。以惠民保产品举例，本应“一城一策”、根据不同地区居民健康状况来定价，但在市场白热化竞争的驱使下，为了尽快抢占市场，不仅条款相似度非常高，定价缺乏足够的医保数据支撑。同时，在基本医疗保险形成广覆盖、保基础供给的同时，商业健康险的发展相对滞后，没有完全发挥其市场灵活性，在产业链中的地位也相对弱势，尚未能借助其支付者的优势串联起医疗健康产业链。在经营管理上，许多险企也很难脱离“泛寿险化”经营的惯性，产品结构单一、渠道开拓使用成本高、专业化水平低、风控手段滞后、盈利难度高等问题一直未能得到很好地解决。33从长期角度看，商业健康保险需重新定位其医疗健康产业链支付角色这一优势，通过串联用户、医、药、健康管理等多方利益体，构建医疗健康生态价值链，形成事前预防、事中诊疗和事后管理的闭环健康服务：同时通过与基本医保的差异化定位、充分依托大数据技术优化行业经营，寻找新的利润空间，改变被动支付、依靠传统三差的单一盈利模式，探索新的商业发展模式。在广度上，构建覆盖全渠道、全人群、全生命周期的健康险产品供给体系。在深度上，依托社保目录到建立供需联动、风险可控的动态商保目录。在生态上，变基础采购为融合共生，平衡和重构保障边界带来的风险成本。在风控上，串联医疗资源与商保供给，创新支付模式，建立风险共担机制。实现上述转型发展，一个重要的依托就是健康医疗大数据。在以前信息化和数字化程度还没有达到极大丰富、互联互通的时候，主要是以人工方式来搬运信息；随若医改深化和医保信息化水平不断提升.社商数据联通成为可能，这就让商业健康险有机会走出现有的经验逻辑，真正地从客户保障需求出发，建立面向不同用户的、精准定制化的全生命周期保险保障供给，基于数据突破现有的以保健康险体为主的经营瓶颈，从“保健康人”走向“保人健康”，构建新的健康管理和医疗支付的生态供给体系。此外，健康保险业务对客户个人信息的安全和保密性要求非常高现在有越来越多的健康数据可供利用，如智能手表、健康监测器等，这些设备可以收集到客户的身体健康状况，如心率、血压等。如果可以将健康数据与个人风险结合，保险公司可以更准确地评估客户的风险水平，并为客户提供个性化的健康保险服务。3.3.43.3.4 公卫大数据的应用公卫大数据的应用科学高效的突发公共卫生事件防控措施是应对突发公共卫生事件的关键。在突发公共卫生事件爆发后，能够基于联邦学习，关联医疗、交通、通讯、教育等多源数据，可视化展示疫情发展相关数据和知识，并支持大规模核酸检测、密接和次密接排查、社区隔离管控、患者治疗、应急物资调配、疫苗接种等。如在患者治疗过程中，通过联邦学习开展跨地区、跨机构协作共享，涉及病人隐私的电子病历、电子健康档案、病症、病理报告、检查检验结果等数据各级医疗机构可实现共享，通过患者症状、检查检验结果、诊断、治疗等数据，运用决策树算法，发现大量病例中蕴含的规律，建立疾病诊断和治疗模型，辅助医生疾病诊疗。在应急物资调配中，需要涵盖各级卫生健康行政部门、政府、疾病预防控制机构、医疗机构、街道社区等庞杂的机构体系，如何动态掌握应急物资储备情况、缺口种类和数量，最大限度发挥应急物资使用效能，是保障突发公共卫生事件防控的关键。基于联邦学习，能够在保障数据安全共享的基础上，实现应急物资状况的精准监测，并能够通过人口分布、人口结构、人口流动情况、感染人数、死亡人数等指标对各类应急物资使用情况进行预测。34传染病监控对传染病报告卡的数据质量要求较高，包括传染病报告的及时性、传染病报告数据的完整性和准确性都是重要指标。这本是一件好事，但客观上也使得医生在实际传染病报卡过程中会遇到很多问题。首先是及时性。现行规定甲类传染病必须在 2 小时内，乙类传染病及丙类传染病须 24 小时内上报。然而，医生填写传染病报告卡信息需要花费较多时间，遇到就诊病人多时，就很容易出现疏漏造成没有及时上报，这样就会导致传染病的迟报和漏报情况的出现。其次则是传染病报告数据的完整性和准确性。目前多数医院挂号系统中并没有完整的地址及电话等信息，在填报时无法满足传染病报卡对病人信息完整性的要求。医生只能现场询问并录入，过程耗费 35 分钟时间甚至更长。最后，医生对传染病疫情的认知也影响到传染病的监测。在疾控直报专网的传染病报卡中有“不明原因肺炎”的选项，实际上可以对应早期未明确的新冠肺炎。现实情况则是医生基本上都没有选择此项选择报告，因为上报就意味着后续需要完成一系列登记填表及调查工作，对于他们是额外的负担。或者，即使知晓有此选项，但缺乏明确的诊断也不敢轻易上报或无法通过现有系统的规则进行上报。对于上述问题，大数据、人工智能等前沿技术组成的融合方案或能一定程度解决上述问题。目前，国内已有和宇健康、双数科技等企业的系统入疾控中心。以双数中心的传染病疾病智能监测方案为例，其利用大数据和人工智能的双数传染病监测方案可以将杜绝迟报漏报的有效率做到 95%以上；将医生的平均传染病报卡所耗时间从以往的 58 分钟大幅降低到 40秒以内；疾控直报专网上报所耗时间也从 23 分钟缩短至几秒钟，有效应对上述问题。图表 15 传染病疾病智能监测方案运行逻辑数据来源:蛋壳研究院3536与劳动力、资本等生产要素相似，医疗数据的价值体现于应用与流通过程。但无论是在数据平台间应用流转，还是未来他通过交易所变更归属主体，只要存在流动，必然会数据泄露、数据滥用等问题。因此，只有保障医疗数据流动的安全，才能保障医疗大数据产业的良性发展。4.14.1 医疗大数据安全现状医疗大数据安全现状为推动医院加速信息安全基础设施，我国从 2011 年便开始陆续推出相关政策，一方面借助卫生行业信息安全等级保护工作的指导意见（卫办发201185 号）、关于印发医疗质量安全核心制度要点的通知（国卫医发20188 号）、关于印发全国医院信息化建设标准与规范（试行）的通知等一系列文件，以等级保护建设为中心推动医疗机构网络安全建设；另一方面在 电子病历系统功能应用水平分级评价方法及标准（修订征求意见稿）国家医疗健康信息医院信息互联互通标准化成熟度测评方案（2017 年版）国家医疗健康信息区域卫生信息互联通标准化成熟度测评方案（2017 年版）等多项评级要求中提出目标，将宏观目标拆分为微观细则督促医院执行。作为这一无形核心资产的持有方，医院对于信息安全的关注度也在持续提升。CHIMA 调研数据显示：2018-2019 年统计的三级医院通过等级保护三级测评的比例为 52.57%，三级以下医院通过等级保护测评（包括二级和三级）的比例为 24.92%。多数医疗机构，尤其是三级以下医院网络安全等级保护建设仍处于较低水平，整体未开展比例为 26.87%。图表 16 2018-2019 年度中国医院信息化状况调查医院等级保护工作情况不同等级医院对比数据来源：CHIMA政策支撑后，2022 年通过等级保护三级测评医院已经到达 63.56%，较 2019 年翻了一倍有37余，未开展三级以下医院仅有 24.92%通过等级保护测评（包括二级和三级），整体比例也从 26.87%缩短至 8.1%。图表 17 医院开展等级保护工作状况不同年度对比数据来源：CHIMA2021-2022 年度中国医院信息化状况调查报告4.24.2 大数据安全体系的构建大数据安全体系的构建尽管等级保护工作的推进有效保障了医院数据的信息安全，但要应对大数据时代的数据资产化及可能的数据流通，医院必须进行符合全新需求的安全体系建设，才能避免数据相关问题带来的损失。（1）数据存储和处理保护需求。按照国家及卫健委出台的各类政策及法规要求，医院均会采用“双活”及容灾备份方式进行数据的物理安全性保护和业务连续性保护，但是考虑到各类医疗数据自身的业务特点、数据特征、数据泄露途径等多方面因素，不可能采用一个产品或一种技术手段实现数据存储保护；医院相对开放的网络环境和脆弱的安全防御措施，极大地增加了诊疗数据可能的盗访、破坏，甚至遭遇勒索，对患者安全、医疗安全及质量、医院声誉、患者隐私等构成严重威胁，甚至酿成社会事故。（2）数据传输和交换保护需求。当前我国有关医疗数据保护的处理、分析等核心技术仍需完善，医疗机构的关键信息基础设施或系统数据传输、交换技术严重依赖发达国家，数据保护技术能力有限；众多的数据交换业务，急剧上升的互联互通需求，各种政策要求的数据上报，远程医疗工作需要，势必对单体机构的医疗数据私密性保护形成挑战；医学教育、培训、科研等以数据驱动的医疗发展带来的需求，对数据脱敏，海量数据的传输、检索，与应用安全防护形成矛盾。38图表 18 新一代医院数据中心安全体系架构数据来源：新一代医院数据中心建设指导通过对医院数据安全的现状调研分析，摸清安全技术的需求，针对医疗大数据的数据保护需要关注多个维度，特别是数据的物理安全、逻辑安全、隐私安全，形成安全防护体系，才能有效实现数据保护。业务数据的安全按不同维度可以分为三类：数据的物理安全性、数据的逻辑安全性以及数据的隐私安全性。4.34.3 数据安全的保障逻辑数据安全的保障逻辑业务数据的安全按不同维度可以分为三类：数据的物理安全性、数据的逻辑安全性以及数据的隐私安全性。4.3.14.3.1 保障医疗数据的物理安全性保障医疗数据的物理安全性物理数据的安全性是数据安全的基础，保障数据物理安全性可以通过“双活”、数据快照技术、容灾备份等技术手段实现。按照国家出台的网络信息安全等级保护条例、“智慧医院”建设标准，以及医院信息化互联互通成熟度测评标准等政策，需从数据的物理安全性以及业务的连续性角度，三级医院数据物理安全需要做到“4321”四项标准。其中，“4”代表相同的数据应该保存 4 份，其中 2 份数据为本地数据中心“双活”数据平台数据，1 份为本地数据备份，另一份为异地数据实时保护数据；“3”代表为应该采用 3 种不同的技术手段实现数据的保护，例如选择常见的各种数据保39护技术手段：存储“双活”技术、数据快照技术、本地数据备份、异地备份技术、CDP 连续数据保护等；“2”代表至少保证医院有 2 个数据中心在同时运行，这样可以实现数据的应用“双活”；“1”代表为所有的数据的物理安全性应该统一管理，防止出现数据异步、割裂等。医院应尽量满足上述要求，以实现全面有效的数据物理保护。4.3.24.3.2 保障医疗数据的逻辑安全性保障医疗数据的逻辑安全性逻辑存储安全是数据存储安全中的一个重要部分，医院需要对数据的逻辑存储（如认证鉴权、访问控制、日志管理、安全配置等）进行管理，保障数据存储安全。有效的医疗数据逻辑存储安全手段需要针对不同特征的业务系统采用不同的保护手段来实现，按业务系统场景分为核心业务数据库、虚拟化系统应用以及海量医疗数据。一、核心业务系统数据库。例如 HIS、PACS、EMR、LIS 等核心业务系统，数据库容量不大，均可采用数据库自身的备份接口，通过自身备份功能或者第三方商业备份软件完成数据库备份，按时间节点和数据库性能，实现数据完整备份和增量备份，结合简便性和易用性更高的FC-SAN 存储，同时将备份任务和备份存储空间做好故障切换，提升备份速度。医院亦也可采用其他高性能、具备源端、变长数据消重的专业备份设备，通过万兆网络以NAS 的方式向数据库集群提供备份空间。二、虚拟化方式运行的应用系统。针对以虚拟化方式运行的应用系统，各个虚拟化平台都提供相对应的备份接口，其实现方式与第三方商业备份软件思路类似，通过虚拟化平台快照来进行虚拟机的整机备份。三、在线快照。传统的备份方案面对海量数据，其处理能力和资源耗用太大，技术上采用在线快照的方式来实现数据的逻辑安全性保护。目前实现快照有两种方法：重定向写快照技术ROW 和拷贝写快照技术 COW。四、COW 在进行快照操作之前，不会占用任何的存储资源，也不会影响系统性能。但该方式降低源数据卷的写性能，且如果主机写入数据频繁，那么这种方式将非常消耗 I/O。ROW不会降低源数据卷的写性能，解决了COW重复写入导致的性能问题，在分布式存储上，ROW的连续读写性能比 COW 好，但 ROW 的快照卷数据映射表保存的是源数据卷的原始副本，而源数据卷数据指针表保存的则是更新后的副本。因此，当创建了多个快照时，会产生一个快照链，使原始数据的访问快照卷和源数据卷数据的追踪以及快照的删除将变得异常复杂，在恢复快照时会不断地合并快照文件，造成较大的系统开销。4.3.34.3.3 保障医疗数据的隐私安全性保障医疗数据的隐私安全性在对医院内部的数据进行私密安全性建设时，必须构建完整的敏感数据保护体系，在医院内40部做好两个基础，管好三类人员与各类系统。(1)做好两个基础。指做好敏感数据分类分级机制和以三权分立为基础的制度保障。从总体角度看，数据库环境敏感度远远大于主机系统和网络层面，因此首先应该将敏感数据管理聚焦到数据库层级上，考虑以表为单位的敏感数据分类，把不同的表归类到不同的敏感数据集合中去；数据管理类似财务管理，必须按职权区分权、责、利三个角色，通过互相监督降低问题发生的概率，对所需要保护的敏感数据，通过设立三权分立机制保障敏感数据的安全性。(2)管理好三类人员。三类人员主要是指业务操作人员、运维和开发队伍、入侵者，前两者是系统应用、维护的主体，入侵者则带有典型的攻击目标特性。不同的人员，访问数据的行为特征也不尽相同。(3)管理好常见 HIS、PACS、EMR、RIS 为代表的核心业务系统与其他一般医院业务系统。以基因测序、人工智能辅助影像诊断为代表的新兴医疗应用系统以及从事运维开发管理的运维开发类工具。要严格控制应用程序的访问和操作行为，通过从访问工具的合法性上管理好四类应用，同时根据医院自身情况及 IT 投入等多方面因素，将这四类应用数据进行不同级别的数据加密、脱敏。41425.15.1 讨论一：讨论一：LLMLLM 对于多模态大数据治理的潜在影响对于多模态大数据治理的潜在影响尽管 NLP 的发展有力推进了智慧医院的建设，但落在具体场景中，如自动书写病案、智能问诊、智能随访等，该技术仍然没有脱离关键词映射数据库的逻辑，没有能够真正做到智慧智能。大语言模型（LLM）的出现能够一定程度解决现有技术面临的智能程度不够问题。在分析文本类信息时，LLM 不仅能够从大量给定信息中找到任务需要的关键项，还能对未知信息进行预设，综合上下文做出推理。相较于千亿级参数的通用大模型，医疗中文本类大模型的参数可控制于 100 万以内，包含文本与多模态影像的大模型参数可控制于 500 万内，因而非头部互联网公司也能参与医疗LLM 的建设。图表 19 医疗大模型企业图谱（截至 2023 年 9 月 20 日）数据来源：蛋壳研究院不过，从概念到落地，现阶段的医疗 LLM 仍需解决两个问题。一是部署。当企业将大模型部署至医院时，需要医院购置相应 GPU 驱动模型运行。通常而言，服务一个科室的应用需要的 GPU 成本在数千元左右，但要负担全院需求，医院可能划分百万元级的成本购置芯片，因此，要推动 LLM 应用大规模落地，一方面需要推动医院主动部署 LLM 运行环境，另一方面需要企业方优化模型，尽可能降低医院在基础设施方面付43出的成本。二是应用。目前基于 LLM 构建的智能应用仍然没有脱离传统医疗 IT 应用的范畴，如病案质控、智能问诊等，企业需要围绕医院需求构造“杀手级”应用，唤起医院购置的 LLM 的需求，进而实现 LLM 的规模落地。构建 LLM 需要的成本不菲，且需大量医疗数据，因而竞争仍存在于头部医疗 IT 企业与互联网企业间。由于 LLM 应用需置于医疗信息系统中，因而非医疗 IT 公司只能使用外挂的方式进入 IT 环境，操作流畅性受限，相较之下，拥有医疗信息管理系统的医疗 IT 公司占有优势。同时，LLM 对于医院的架构要求严苛，能够支持 AI 应用的智能架构将比传统 EA 企业架构更好展现 LLM 的能力界限。图表 20 传统企业架构与 AI 加持的架构的对比数据来源：卫宁健康5.25.2 讨论二：应用级医疗大数据的交易可能讨论二：应用级医疗大数据的交易可能就目前数据生产要素化形式看，临床数据可能是最具价值且能最快完成资产化的数据类型，但由于相关模式缺乏政策支持，仅能借鉴海外经验，探索应用级医疗大数据的交易可能。杭州国际数字交易联盟、浙江垦丁律师事务所研究显示：国外对于公共数据的利用大多采取类知识产权的“授权许可”模式在欧盟开放数据和公共部门信息再利用指令中，欧盟对公共数据采取使用许可证书的授权方式，即公共部门通过行政许可机制授予企业对于公共数据的使用权。通过公共部门与企业达成的数据开放协议，作为企业取得公共数据使用权的法律依据，以及企业后续开发与使用公共数据的行为规范。在公共数据开发利用的收费问题上，欧盟采用多种方式的收费原则。一是引导公共数据低成本开放并对开放数据免费，但允许收44取复制、提供和传播公共数据产生的成本，以及消除个人隐私、为保护商业秘密而采取措施而产生的成本；二是对公共事业单位和需要自主创收的公共部门，按照客观、透明、可核查的标准进行数据定价，欧盟成员国在官网上公布此类公共部门名单，三是对高校图书馆、档案馆、博物馆等机构允许合理的投资回报以保障发展。美国依据著作权法对具有版权或相关权利的公共数据库，采取知识共享 COO 许可，开放数据库许可等方式，授权用户用以商业或非商业目的开发利用。英国依照 政府许可框架自由保护法案等，对受版权或数据库权利保护的数据采用开放政府许可，允许用以商业或非商业的免费复制、发布、分发、传输及改编数据：针对超过公共部门信息再利用条例规定范围的数据再利用设置收费许可。相较于发达国家，国内数据资产化程度缓慢，流通要素缺失。要构建完善的医疗数据交易体系，应协同监管机构、医院、交易所、第三方服务机构合作，共建医疗数据流通体系。图表 21 理想状态下的数据要素平台闭环数据来源：蛋壳研究院1.构建以患者个人信息为中心的全流程医疗数据安全防护体系国标委 2019 年发布的个人信息安全工程指南（征求意见稿）中对医疗健康行业信息安全风险考虑要点，认为医疗健康行业是一个特殊的行业，其特殊性在于它以“人”为研究对象，所有医疗行为及其结果都以获取个人信息为基础，因此其信息安全风险非常高。目前的患者个人信息安全防护，大多只是注重脱敏，进行匿名化、去标识化及加密等处理。由于医疗机构收集患者个人信息的特殊性，常规的“去标识化”无法完全保证个人信息不被复45原，还需要在专业医学人士、信息安全人员共同努力下对个人信息进行“去标识化”处理。在无法准确判断时，对于已进行“去标识化”处理的患者个人信息应采取严格的技术保护措施。而对于专科医院，比如儿童医院，还需要遵从儿童个人信息保护的相关法律法规规定及国家标准，比如国家网信办 2019 年发布的儿童个人信息网络保护规定；个保法（草案二审）第十五条指出，处理十四周岁未成年个人信息的，应当征求未成年人父母或其他监护人同意；国家标准信息安全技术 人脸识别数据安全要求（征求意见稿）提出，在开展人脸验证或人脸辨识时，原则上不应使用人脸识别方式对不满十四周岁未成年人进行身份识别。构建“以患者为中心”的个人信息风险评估和防护体系，覆盖个人信息收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开等多个环节，有助于医疗机构促进和规范当前数据合规工作的推进和管理。2.建立完善的数据合规组织保障体系，设立数据保护官岗位目前一些大型的医疗机构都设置了信息处及法务处，但其岗位设置和管理制度并不完善，组织机构职能割裂，难以更好地融合，随着医疗数据监管的日趋严格，将不能支撑医疗机构复杂的数据合规管理体系。数据安全法规定：“重要数据的处理者还应当明确数据安全负责人和管理机构，落实数据安全保护责任”。而我国的个人信息保护法从第一稿开始即设立了“个人信息保护负责人”的岗位，并沿用至二审稿。为充分保障医疗数据的安全，更好地进行数据合规体系建设，建议医院机构组织成立医疗大数据安全领导小组，在组织架构中至少还应该包括医疗大数据安全委员会和医疗大数据安全工作办公室，以确保做好医疗数据安全管理工作。其中医疗大数据安全委员会对医疗数据安全工作全面负责，讨论决定医疗数据安全重大事项；医疗大数据安全办公室指定专人，设立数据保护官（DPO）岗位，负责医疗数据安全日常工作。数据保护官负责制定医疗数据安全和个人信息保护策略、风险评估方案、合规评估方案、风险处置方案和应急处置方案；负责建立数据安全和个人信息保护相关规章制度；负责人员的数据安全和个人信息保护方面的教育和培训；审计医疗数据使用和应用情况等。3.引入第三方服务，提高数据合规建设的能力大多数医疗机构在体制上属于事业单位，人员主观能动性欠缺，医疗机构建立的内部安全管理制度和设计是否合法、合规、合理是个问题。引入第三方服务，比如律师、技术专家、咨询顾问等，是提高对医疗机构数据合规能力建设的有效方式。这些人员应在数据安全和个人信息保护领域有一定的工作经验，具备相关知识，熟悉法律、行政法规、规章及政策规则，46医疗机构可以在第三方的支持下，构建科学的医疗数据安全防护体系，切实保障医疗数据安全，保障患者的个人信息安全。考虑到数据安全法已于 2022 年 9 月 1 日起正式实施，个人信息保护法可以预见今年内会正式通过。我们建议医疗机构密切关注立法和监管动向，重新审视自身在数据处理和个人信息保护方面的疏漏和不足，进行合规差距核查和风险评估，尽快开展数据合规工作，以适应法律规制和监管要求。47沛心科技沛心科技沛心科技成立于 2021 年 9 月，由苏州市产业技术研究院介入医疗技术研究所孵化，主要从事医学影像人工智能辅助决策类产品的研发和生产，现有产品包括 CT、超声、磁共振等医学影像自动标测及图像融合的 AI 系统、辅助诊断和手术规划 AI 平台系统。其中，沛心科技的“CardioVerse 心脏瓣膜分析系统”已进入商业化。专注瓣膜手术，沛心科技以专注瓣膜手术，沛心科技以 AIAI 辅助风险评估辅助风险评估心脏 CT 检查是 TAVR 术前必不可少的环节。“经导管主动脉瓣置换术（TAVR）流程优化专家共识 2022 版”明确指出，术前应仔细研读超声心电图、计算机断层扫描影像（CT）评估瓣环大小、主动脉弓角度、冠状动脉开口高低、主动脉瓣膜钙化情况。目前国内瓣膜手术的 CT 术前规划，多由医生与瓣膜企业的技术人员共同完成，对技术人员较为依赖。国外虽有成熟的术前辅助产品，但购买价格昂贵，单机授权动辄数十万元。从这一需求出发，沛心科技自主研发的心脏瓣膜分析系统“智心”CardioVerse 便是为了解决上述问题。具体而言，“智心”CardioVerse 是基于 CT 影像数据的瓣膜评估及手术规划系统，帮助术者进行手术风险评估，指导手术策略，保障 TAVR 手术安全性，提升手术成功率，助力 TAVR术式下沉。与其他企业相比，沛心科技在研发及商业化的过程中具有其与众不同之处在于以下四点：“智心”CardioVerse 在研发迭代的过程中，全程获取一线瓣膜公司和临床医生真实反馈，在反馈基础上高频率迭代，使产品更符合中国医生的操作习惯；该系统对电脑操作系统和配置的兼容性强，可推动介入瓣膜手术在基层医院的普及，造福更多瓣膜病患者；交互界面友好，兼顾不同医生的诉求，拥有简单模式和进阶模式，既能帮助基层医生快速上手应用，也能满足资深医生灵活的科研需求；可结合嵌入式硬件系统（CT、DSA、手术机器人等）匹配术中导航系统，利用多模态影像融合技术优化瓣膜手术流程。目前，沛心科技的 TAVR 模块已经进入商业化进程，全国已装机授权数百台，装机医院近百家。此外，沛心科技还与多家瓣膜公司合作，初步实现该领域的国产替代。完全自主知识产权支撑，完全自主知识产权支撑，AIAI 能力向神经介入扩充能力向神经介入扩充据沛心科技表示，该公司拥有完全自主知识产权的底层代码库，产品的延展性、复用性及移48植性极高。同时公司拥有一支经验丰富和年轻化相结合的研发团队，产品迭代速度极其快。“产品好用、团队反应速度极快、迭代速度惊人”是公司获得最多的评价。在主动脉瓣模块成功应用的基础上，沛心科技已布局二尖瓣、三尖瓣、肺动脉瓣及结构性心脏的其它领域。TAVR 模块商业化后，沛心科技加快了研发和产品定型速度，并在算法优化的基础上应用图像融合技术拓展功能至瓣膜病辅助诊断及早期筛查。未来，公司将扩展神经介入领域及影像云系统的应用，布局“智影”和“智脑”产品矩阵，借助人工智能进一步解决神经介入诊疗流程中的痛点。49卫和医学卫和医学北京卫和医学科技有限公司是一家以健康危险因素大数据为基础的科技型公司。基于权威的医疗健康行业知识引擎，为健康管理公司、数字化医疗行业等提供针个性化健康管理服务及医学知识图谱。动态数据库创新，卫和医学紧随智能化时代知识库需求动态数据库创新，卫和医学紧随智能化时代知识库需求伴随智能化时代的推进，市场对于医学知识库的需求不断转变，已由单一静态知识库需求转为动态需求。这意味着，知识库提供方不仅需要满足使用方对于知识节点的单体描述进行查询与搜索，还需要根据单一知识点能够获取该知识领域相关信息，并且能够定位到该知识点的多维描述，让用户一目了然看懂整个知识结构。为了应对上述需求，卫和医学打造的动态医学知识库可以对每一个数据节点及知识点都有很好的描述与关联。并且根据疾病症状、体征、鉴别诊断、药品、检查、检验等能很清晰快速地定位。此外，该动态知识库也是一类基于人工智能技术的医学知识服务系统，它可以根据患者的病史、症状、检查结果等综合诊疗信息，自动生成相应的诊疗、护理及康复等符合临床需要的方案。具体而言，动态医疗知识库的特点包括实时更新、自动化处理、可扩展性三点。实时更新意味着动态医疗知识库可以随时更新最新的医学知识和研究成果，以保证其准确性和实用性。自动化处理则表现为动态医疗知识库可以通过机器自动化实现快速补充及完善，减少人为错误。可扩展性体现为动态医疗知识库可以根据需要进行扩展，以适应不断变化的医学需求。可视化解释动态医学内核可视化解释动态医学内核，卫和医学为医学，卫和医学为医学 AIAI 构建强硬基底构建强硬基底由于卫和医学知识库拥有可视化解释动态医学内核，可辅助医疗 AI 公司进行辅助诊断、临床路径、医疗知识点结构、诊疗方法与环境、手术检验检查、医药品知识库等研究，打造CDSS、AI 辅助诊断、动态风险识别、AI 机器人、康养健康监护等应用。LLM 方面，卫和医学已将其知识库产品应用在家居产品方面，如智能马桶，使得数十条检测数据不再是看不懂的数字 1、2、3 或是阴性、阳性等只有医生才能看懂的结果，而是转变成浅显、通俗易懂的百姓语言。可穿戴设备方面，卫和医学推出了卫和护心衣，可实时识别用户生命体征综合数据，如心脏年龄、压力指数、各种心律失常及心脏病、心源性猝死等心脏健康相关医学知识内核，助力百姓远程医疗与养老健康等行业广泛应用。到目前为止，卫和医学已经为多家行业知名医疗 AI 企业提供动态知识库支撑，助力国内近十款 AI 大模型的生成与发布。未来，卫和医学将会继续耕作医学知识海洋中的探索与研究，更加紧密的与专家医生联合加强审核医学内容严谨性、科学性及安全性，积极推进知识节点50的更加精细化与知识更新。衍生品方面，卫和医学将进一步围绕百姓生活打造健康解决方案，将医疗知识的精准推送到合适的场景中，为百姓的健康预防与疾病干预尽一份力。51上药云集团上药云集团探索数字化医药与创新支付新空间，广州益药探索数字化医药与创新支付新空间，广州益药 云药房打出标杆案例云药房打出标杆案例历经三年快速升级发展，位于广州医药物流园区内的上药云健康广州“益药云药房”经营面积超过 1000 平方米，药品陈列空间达 200 平方米；主要合作伙伴直线距离均在 1km 以内，以创造高效运输模式保障药品按时供给。同时，药房设有 7*12 小时客户服务呼叫中心，可承担各大医疗机构延伸处方以及互联网医院电子处方药品供应和配送需求，并可满足保险企业、大客户健康以及患者线上线下对于药品的用药需求。截至目前，广州“益药云药房”已成为专业特药直付服务供应商，为保险企业、大客户健康管理药品提供服务 45 万 人次；通过 B2B2C 药品销售新模式完成日均药品服务 4000 单。通过创新支付、商保直付、惠民保准入的特药直付模式，以及门诊险、慢病组合包、企业防疫包的普慢药增量模式，不断突破患者的支付困境，加速药品可及、推进渠道多元。与此同时，通过全面实现药品供应“广覆盖 可及性”的专业化药事服务，广州“益药云药房”充分发挥集约优势，为业务全链条拓展、持续探索数字化与创新支付新空间打下坚实基础。大数据支撑，上药云健康助力药企精准营销和临床研究大数据支撑，上药云健康助力药企精准营销和临床研究上药云健康的药企数字化服务业务是基于公司广泛的专业药房服务网络和丰富的创新药全生命周期服务经验开发的创新合作模式。在创新药的研发阶段，上药云健康是中国最具规模体量的临床实验用药供应商，赋能 80 家国内外厂家，管理拥有 265 个在研项目，临床试验基地覆盖 90 座城市。同时，上药云健康的患者招募业务依托数字化创新基因，通过线上线下多元化患者招募方式，加速创新药的研发进程。在创新药的上市阶段，通过面向药企、患者和药师的解决方案为药企客户赋能，如：DDI数据直连、进销存数据管理、DTP 药房调研及洞察分析、患者首访随访服务、患者 DoT管理、药师招募注册、药师培训服务等。作为全国首批连锁专业药房，上药云健康深耕创新药细分赛道多年，拥有广泛布局的专业药房体系、全生命周期配套服务、稳定成熟的创新模式设计，在帮助创新药企实现患者可及的基础上，也积累了宝贵的大数据和数据分析及应用机制。目前，上药云健康就其经营的 6 大科组、130 个重大疾病和慢病病种，与协会组织、药学专家共同编撰完成相关癌种比如肺癌、乳腺癌等治疗药品药学服务规范，同时也是最早开设新特罕专科病种服务网络的专业药房，把专业药事服务贯穿到用药前、用药中、用药后的患者全周期服务旅程，挖掘患者群面临的多层次需求，不断探索增值服务模式，积累以患者为中心的全面、细致、完整的数据体系。52未来云健康将持续发挥“云”基因优势，在业务层面全面延伸对药企、对患者、对医疗机构和政府部门的全渠道合作和服务链条，在运营层面建设贯穿各个业务板块的前台中台后台运营和数据一体化生态，确保公司作为领先互联网 医疗科技平台，持续有效运转，建立行业标杆模式。53参考目录：1.数据资产价值实现研究报告 杭州国际数字交易联盟、浙江垦丁律师事务所2.DIP 改革赋能三级医疗机构发展内涵的实践与应用研究 宋静 徐克平 米灿 刘远泉3.肿瘤大数据与真实世界研究中国专家共识（2022 版）张艳桥 徐建明4.全民健康信息化调查报告区域卫生信息化与医院信息化(2021)国家卫生健康委统计信息中心5.2021-2022 年度中国医院信息化状况调查报告 CHIMA6.新一代医院数据中心建设指导 张雪高 胡建平7.薛万国：医院大数据中心建设的六个常见问题 HIT 专家网8.临床科研数据库系统的现状与未来 薛万国54免责申明：本报告的信息来源于已公开的资料和访谈，蛋壳研究院对信息的准确性、完整性或可靠性不作保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映蛋壳研究院于发布本报告当日的判断，过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期，蛋壳研究院可能发布与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。蛋壳研究院不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，蛋壳研究 院对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。版权申明：本文档版权属于蛋壳研究院/北京蛋黄科技有限公司，未经许可擅用，蛋黄科技保留追究法律责任的权利。蛋壳研究院（VBR）:蛋壳研究院关注全球医疗健康产业与信息技术相关的新兴趋势与创新科技。蛋壳研究院是医健产业创投界的战略伙伴，为创业者、投资人及战略规划者提供有前瞻性的趋势判断，洞察隐藏的商业逻辑，集合产业专家、资深观察者，尽可能给出我们客观理性的分析与建议。研究人员：赵泓维 高级研究员

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2023 年深度行业分析研究报告 目目 录录 一、一、维生素行业框架维生素行业框架.8（一）维生素是动物体必不可少的一类微量物质.8（二）需求：养殖业盈利能力决定维生素需求.8 1、维生素需求波动主要.

20人已浏览 2023-10-10 54页 5星级

生物医药行业 ESG 白皮书合作单位：2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.4ESG(Environmental,Social and Governance)，即环境、社会与公司治理，是衡量一家公司社会责任感的重要指标，评价企业在环境、社会和治理绩效方面的表现。始于2005 年时任联合国秘书长安南牵头推出全球经济研究报告在乎者赢，ESG 已从一个先锋理念逐渐转换为极具必要性和实际意义的投资风向标，成为各国主流投资机构投资实践中的重要考量因素。自 2020 年我国提出“碳达峰、碳中和”目标以来，国内投资机构也紧跟国际主流，将环境、社会和公司治理绩效纳入投资指标考量。因此，于企业而言，提升 ESG 表现不是额外成本支出，而是提升盈利能力和可持续发展能力的重要举措；于金融机构而言，发展 ESG 评级的目的不是为了在业务中筛选掉低评级的公司，而是为了更好地帮助低评级公司成长，促进企业及全社会的可持续发展。在国内双碳行动势在必行、国外负责任投资风头正盛的当下，对 ESG 的深度解读已成为企业可持续发展、投资者成功投资的必经之路。根据德勤风驭自 2020 年起开展的全 A 股上市公司 ESG 评级数据，2022 年全 A 股 2700 家上市公司中，共有 400 家上市公司 ESG 评级在 A 级(含)以上，占比 9.1%。因此，国内企业的 ESG 表现提升任重而道远。德勤风驭 ESG 评级使用的行业划分是德勤自研的一套行业划分系统-CICS(Deloitte China Industrial Classification Standard)。由于市面上常用的行业划分体系在数据可获得性、业务针对性、可拓展性上存在不足，无法充分刻画行业特性，德勤 ESG引入德勤 CICS 行业划分体系作为风险敞口划分依据，以便实现企业更为精准的行业划分，捕捉行业共性风险特征。本白皮书关注的行业敞口为 CICS 一级行业下定义的生物医药行业，全行业共纳入评级 365 家 A 股主板上市企业。CICS 定义的生物医药业是指生物制剂、医药制剂、医疗器械等生物医药有关的生产制造活动。生物医药行业在推动国家医疗卫生事业发展、提升公民健康水平和促进现代医疗科技创新方面扮演着至关重要的角色。该行业也面临着诸多的环境和社会挑战。例如，研发、生产和运输过程中可能会涉及大量的资源消耗、化学物质排放和生物制品废物产生，对环境可能造成一定的影响。此外，过时的制药技术和生产方法可能导致药物研发周期过长和资源浪费。然而，通过引入绿色制药技术、推动药物研发与生产的绿色化、积极倡导循环经济和药品包装的可持续性设计等措施，生物医药行业能够为我国的长期绿色可持续发展策略和实现“双碳”目标做出积极贡献。同时，行业也应当关注全球供应链中的社会责任，保障劳工权益，推动行业可持续发展。因此，本白皮书将从风控视角出发，重点分析生物医药行业及重点企业的 ESG 评级指标表现。旨在帮助投资者、金融机构和监管者深入理解生物医药行业存在的 ESG 机会与风险，从而鼓励和推动企业走向更加绿色、安全和责任的发展道路，促进社会整体可持续发展。前言-ESG 和生物医药行业2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.钢铁行业ESG白皮书目录Part 1:德勤风驭 ESG 评级框架介绍1.1 有业务意义的 ESG 评级模型1.2 有行业特色的 ESG 指标框架1.3 全行业及生物医药行业分值分布概况Part 2:生物医药行业发展及 ESG 评级分析2.1 生物医药行业发展概况2.2 生物医药行业 ESG 评级指标及披露率分析2.3 生物医药行业评级简述2.4 生物医药行业企业违约率和可持续发展能力Part 3:生物医药行业可持续发展优秀企业 0606088202023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.61.1 有业务意义的 ESG 评级模型德勤风驭 ESG 评级方案围绕着判断企业的“可持续发展能力”展开，基于上市企业公开数据，研究企业 ESG 数据披露情况，有针对性地制定 ESG 底层数据收集需求，从“企业”和“行业”两大维度评估企业的可持续发展能力。如下图（图 1）所示，CICS1-26 行业 ESG 评级模型使用德勤独家行业数据库与供需链数据，采用了 270 个 ESG 指标，讨论了资源消耗、污染防治、气候变化等一系列实质性议题，并根据评分结果对企业评级。Part 1:德勤风驭 ESG 评级框架介绍 图 1：ESG 评估方法论2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书7企业的 ESG 评级反映了企业未来五年的可持续发展能力，因此构建一个能够反映企业可持续发展能力的因变量在模型构建的过程中至关重要，尤其是在“选择指标入模”和“指标权重制定”上。德勤风驭提供量化驱动的 ESG 评级模型（图 2），定义了企业的可持续发展指标，并使评级流程更为科学化。德勤风驭的 ESG 评级一共有 5 个级别，分别是：S、A、B、C、D（图 3）。其中 S级比较特殊：在评级为 A 级的优秀企业中，只有评级当年被一定数量 ESG 基金投资的生物医药企业才可被评为 S 级，而生物医药行业中没有 S 级企业。德勤风驭之所以使用“是否以及被多少家 ESG 基金投资”作为评价相关企业 ESG 表现及未来投资回报情况的指标，是因为 ESG 基金在投资时将环境、社会和公司治理三要素作为首要考虑因素，并以此为投资策略进行选股选券、组合构建以及评估投资对社会造成的影响。图 2：ESG 指标择标与定权2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.8图 3：ESG 评级档位解释1.2 有行业特色的 ESG 指标框架当前，国内外存在多种 ESG 信息披露指南和 ESG 指标体系，但由于各机构 ESG 信息披露指南未能做到统一，ESG 评价指标体系在指标的选取、权重的赋予和结果的解读等方面均存在很大差异，使得 ESG 披露中的数据失调，减弱了评价结果的科学性。另外，现存的 ESG 评价体系缺少合适的定量信息，数据质量良莠不齐，缺少跨公司的可比性。其评估结果更加全面准确，数据齐全可得。因此，在德勤风驭 ESG 评级视角下，当一家 A 级企业被多家 ESG 基金作为投资标的，说明其可以借助优异的 ESG 表现实现正向现金流并带来丰厚的投资回报。同时，这也标志着企业从“被动迎合”ESG 发展转变为有意愿“主动寻找”ESG 相关机会。对一个企业的可持续发展战略规划来说，这是一个里程碑式的节点。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书9同时，企业的可持续发展能力不仅与自身的 ESG 表现息息相关，更与所处行业的属性密不可分。不同行业之间的公司 ESG 得分不具备可比性，因为不同行业模型所采用的指标以及指标的权重均有差异。例如生物医药企业由于其行业特征，普遍在环境（E）维度评分较低，在 ESG 总分上不占优势。因此，通过模型校准将分数通过主标尺映射到五级的德勤风驭企业 ESG 评级体系之后，不同行业间客户的可持续发展能力进而可比，即 A 级的生物医药客户和 A 级的其他行业客户在德勤风驭的 ESG 评级框架下具有相当的综合可持续发展能力。为了解决这些问题，德勤风驭结合国内外权威 ESG 评级机构的指标和 ESG 信息披露指南，以及有关 ESG 指标的前沿学术研究成果，设计了一套具有中国本土化特色的ESG 评价指标体系。该体系将 ESG 指标分为通用敞口和行业敞口，考虑了投资者关注的企业自身重要指标及行业因素，并从科学性、代表性、可得性等角度出发，引入了定量及定性指标、正向和负向双向指标，使得不同实体披露的值均可进行跨时间、跨行业、跨投资组合的对比。德勤风驭在全覆盖企业 ESG 指南指标的基础上，进一步拆解国家指标披露要求、明确释义，在已有四级指标基础上延伸出272个五级指标（图4）。在每个评级周期中，德勤风驭将对 270 个 ESG 底层指标，从 12 个 ESG 议题角度对企业进行评估。通过这一全面、有效、实操性强的评价指标体系，德勤风驭 ESG 评级可以减少横向比较的误差，从而更好地衡量中国本土企业的 ESG 表现状况。图 4：ESG 评级指标数量2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.101.3 全行业及生物医药行业分值分布概况CICS1-26 行业 ESG 评级模型依赖德勤独家行业数据库与供需链数据，采用了 270 个 ESG 指标，广泛覆盖了诸如资源消耗、污染防治、气候变化等实质性议题。基于这些指标，该模型为各行业在不同维度上提供了评分结果。在图 5 中，可以清楚地观察到 26 个行业内部的公司维度评分分布，以及它们之间的横向对比。大多数行业的中位数评分都围绕 2.8 分，50%的数据值在大约 2.3-3.1 分的范围内，总体上展现了一个近似正态分布的特征。在图 5 中展示的生物医药行业（PM）2022 年的 ESG 评分，大体上分布在 2.3-3.1 分的范围内。这样的评分反映了该行业在制造过程、节能技术以及供应链管理等方面的持续努力。然而，值得关注的是没有企业的得分低于箱型图的下边界，这暗示着生物医药行业已经充分采纳可持续的实践。相对地，还有 21 家企业得分位于上边界之上，显示出这些企业在 ESG 表现上的卓越。这些数据提示投资者与行业观察者，虽然生物医药行业总体上在可持续发展上已经取得了稳定的进步，但仍然存在差异化的机会和风险需要关注。图 5：2022 年全行业 ESG 分值分布箱型图2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书11Part 2:生物医药行业发展及 ESG 评级分析2.1 生物医药行业发展概况首先，生物医药行业是一个备受瞩目且高速发展的领域，该行业与人们的健康密切相关，其市场需求和科技创新对企业发展和研发方向产生深远影响。生物医药企业在全国都有较为均匀的分布，而沿海地区尤为集中，其雄厚的经济实力和资金支持，为生物医药产业的发展和投资提供了有利的条件。其次，沿海地区地理位置优越，还有发达的港口和交通网络，便于与国际市场接轨，便利于医药产品的贸易与创新发展。此外，沿海地区很早就积极探索医药产业发展，形成了早期的产业基础，例如，广东和浙江地区在这方面具有显著的先发优势，所以有大量生物医药企业聚集于此。综合来看，这些因素都使得生物医药行业在沿海地区蓬勃发展，为行业的科技创新和国际合作提供了强大的支持。生物医药行业沿海分布从 ESG 角度带来一系列优势。首先，环境（E）维度上，沿海地区拥有丰富的资源，如海洋资源、水资源等，这些资源为生物医药行业的发展提供了重要的物质基础。其次，社会（S）维度上，沿海地区聚集了大量的高校、科研机构，吸引了大量医药领域的专业人才，为生物医药行业的研发提供了坚实基础。在治理（G）维度上，沿海地区通常拥有相对完善的医药产业链，企业可以在这里获得所需的配套服务和资源支持。然而，也存在一些劣势。例如，沿海地区通常人口密集，工业活动频繁，这导致了更大的环境压力，包括空气质量、水质等方面的挑战。同时，水资源的紧缺也会对企业可持续发展造成一定的制约。此外，人口密集的沿海地区可能面临更高的社会、法规和政策上的压力，如就业压力、住房压力，企业往往受到更严格的审查。综合而言，生物医药行业沿海分布从 ESG 角度有助于环境保护、社会发展和更强的公司治理，但也需要面对一些市场和资源上的挑战，继续推动行业的绿色和可持续发展。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.12图 7：2020-2022 年生物医药行业环境得分变化趋势数据来源：Green Quantum图 6：2022 年中国生物医药企业分布情况数据来源：Green Quantum根据国家统计局对生物医药行业的环境保护及环境发展情况评级，该行业 2020 年至2022 年三年间均为 C 级。这显示出该行业在近三年的发展过程中对环境的保护情况略低于全行业平均水平，对自然环境的保护水平存在一定的提升空间。首先，生物医药行业可能由于其特殊的研发和生产过程中产生大量的废物和化学物质，且其中如果缺乏适当的处理和控制措施，会对环境造成负面影响。此外，生物医药项目在生产中通常需要大量的能源，这也导致环保层面相对落后于其他行业。然而，尽管得分相对稳定，行业仍然面临提升的压力。生物医药行业在环保技术的研发和应用、废物处理效率、承担更多社会责任等方面仍有大量的提升空间。特别是通过积极探索废物的资源化利用方式、提供更加安全有效的医疗产品，关心公众健康，实现更高水平的 ESG绩效，为行业的长远可持续发展做出更大努力。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书132.2 生物医药行业 ESG 评级指标及披露率分析德勤风驭的生物医药行业 ESG 评级模型共覆盖 135 个底层指标。然而，国内生物医药企业 ESG 指标披露完整度均存在较大程度的提升空间，行业平均指标完整度仅为 53.130391%。从图 8 可以清楚地看出，与披露情况较佳的 A 级企业相比，底层指标的完整率在 B、C、D 级企业中显著降低，分别较 A 级企业低 10.99%、12.47%、14.45%。这表明 A 级企业在指标披露方面明显优于 B、C、D 级企业，而 B、C、D 级企业之间的虽然也存在差距，但差距相对较小。在生物医药行业，指标披露完整度和企业 ESG 得分高度相关，较低的指标完整度会在很大程度上影响企业的 ESG 评分。例如，A、D 两级企业平均指标完整度相差 14%左右，A 级企业平均得分比 D 级企业高出 1.61，这体现了指标数据披露的完整度在对企业 ESG 评级中的重要性。较高的指标完整度往往意味着企业较高的披露意愿和披露能力，反映出企业对自身 ESG 层面发展的关注及自信心。尽管企业的指标完整度和其 ESG 表现存在正向关联，但这不意味着完整披露企业 ESG 指标必然能够获得更高的评分。实际上，指标披露率只是评级模型的一个评估维度，其实际得分仍然取决于企业各维度的综合表现。图 8：2022 年生物医药行业 ESG 各等级企业指标完整度数据来源：Green Quantum聚焦到企业在具体各维度的表现上，我们可以发现 A 级企业和 D 级企业间各二级议题指标得分均存在显著差距。如下图（图 9）所示，在 2022 年度 A 级企业和 D 级企业的二级议题指标平均得分对比中，环境（E）维度是两级企业差距最大的维度。相较于 D 级企业得分，A 级企业的 E 维度高 458.1%，S 维度高 254.3%，G 维度高148.0%。由此可以看出，环境（E）,社会（S）和治理（G）均是拉开 A 级和 D 级企业分数差距的主要原因。环境（E）维度下，资源消耗、污染防治、环境情况披露、气候变化 和 全生命周期 是造成差距的主要议题；产品责任、供应链管理、员工权益和社会响应则是社会（S）维度下造成差距的主要议题；治理结构、治理机制和治理效能是治理（G）维度下造成差距的主要议题。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.14这些指标上的得分差异能够反映出生物医药行业中的优秀ESG表现企业在环保、社会、治理全方位所做出的额外努力。例如在环境（E）层面，污染防治突显了生物医疗行业通过引入或研发先进的环保技术和设备，加强废物处理系统，以及定期进行环境监测和报告，以确保生产过程中的污染物排放在合规范围内；资源消耗代表了生物医疗行业积极实施了节能减排措施，优化生产流程以减少原材料浪费，并引入了可再生能源以降低能源消耗；全生命周期则代表企业在产品设计、生产、使用和报废阶段都考虑到了环保因素，致力于降低产品整个生命周期的环境影响。A 级企业和 D 级企业在环境情况披露表现较为接近，可能是由于受到行业的特性影响，行业对于企业都有较高的披露要求。在生物医药行业，排名靠前的企业通常拥有更大的企业规模、更悠久的企业历史与科研技术，这些企业在资源利用和制造过程中更加注重可持续性，因此更愿意投资于环保生产方法和相关技术的研发，以减少环境足迹并减轻对社会的负面影响。在社会（S）与治理（G）维度上，与排名较低的企业相比，排名靠前的生物医药企业在产品责任、员工权益和治理机制等方面表现更为出色。由于生物医药产品与人们的健康与生活紧密相关，A级企业致力于提供安全、高质量的产品，并确保产品符合相关法规和标准；同时 A 级企业普遍更注重员工权益的保护，提供安全的工作环境、公平的薪酬待遇，以及提供职业发展和培训机会。在生物医药行业，科研与创新人才是保持企业长期发展和维持高竞争力的核心要素，优秀的员工权益可以留住或是吸引更多的科研人才。总的来说，A 级的生物医药企业在产品责任、员工权益和治理机制方面的出色表现，既是其积极履行社会责任的体现，也与行业发展的特点紧密相连。因此，获得更高ESG 评分的生物医药企业展示出更高的社会责任感，并具备更好的品牌形象。图 9：2022 年生物医药行业 A 级与 D 级企业各二级议题平均得分对比数据来源：Green Quantum2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书152.3 生物医药业评级结果简述同时我们需注意到，除上面列示的二级指标外，A 级企业在许多企业发展的其他方面仍显著优于 D 级企业。更高的 ESG 指标披露率反映出的是企业更高的披露意愿及更强的 ESG 发展意识。A 级企业在应对气候变化方面也采取了积极的举措并予以披露。它们积极响应减少碳排放的政策，采用清洁能源，推动绿色技术的发展，并设定了明确的温室气体排放目标以减缓气候变化影响。这些在生物医药行业表现卓越的 A 级企业，通常会积极制定和执行可持续发展战略，将 ESG 因素纳入企业长期规划和业务模型中。这些做法不仅提高了它们的 ESG 总体评分，而且显著增强了公司的市场形象、减少了运营风险，并提高了其盈利能力。因此，对于生物医药行业的企业来说，深入参与到 ESG 的实践，增强对可持续发展和信息透明性的认识，将成为它们未来竞争力的关键要素。近年来，随着上市公司 ESG 披露监管政策不断出台，生物医药行业企业 ESG 绩效表现有所提升。如下图（图 10）所示，在德勤风驭的生物医药行业 ESG 评级体系下，2020-2022 年三年间生物医药企业 ESG 均分从 2.55 提升到了 2.82，提升了10.6%。E 维度的分项得分经历了先下降再上升的过程，S 维度和 G 维度的分项得分持续上升。2021 年的 E 评分下降可能与全球疫情和国家防疫需求等因素有关。首先，疫情爆发初期，一方面，企业在应对疫情时可能需要大量使用一次性医疗物资，如口罩、防护服等，这可能导致一定程度的环境压力。另一方面，疫情爆发也催生了更多对医疗废弃物处理和传染病控制的需求，这可能加强了企业在环保方面的重视，采取了一系列措施以确保医疗废弃物的安全处理，从而逐步提升了 E 维度得分。其次，S 维度和 G 维度的分项得分持续上升，反映了生物医药企业在社会责任和治理方面的不懈努力。社会维度的提升可能源于企业对员工权益、劳动关系等方面的更加重视，通过提供良好的工作环境和福利待遇来提高员工满意度，同时积极参与社会公益活动，树立企业的良好社会形象。在治理方面，企业可能加强了内部风控、透明度和合规性，确保企业运营的稳健和可持续发展，这也为企业赢得了投资者和合作伙伴的信任。最后，政府的政策引导和监管力度的增强也是这一趋势的重要推动因素。政府在近年来对生物医药行业提出了更高的环保、社会责任和治理标准，加大了对企业的监管力度，从而促使企业在 ESG 方面的表现不断提升。总的来说，生物医药行业在接受疫情带来的挑战后 ESG 均分仍然能够提升的10.6%背后反映了行业内企业在环保、社会责任和治理方面的共同努力和改进。这一趋势的持续发展将为行业的可持续发展和社会价值的实现奠定坚实基础。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.16近年来，生物医药企业及其关联行业在环保和绿色转型方面面临持续增加的压力。这源于环保法规日益严格、公众意识的提升、投资者和金融机构的 ESG 要求、技术发展和创新、应对全球性气候变化问题等。这些压力推动企业积极采取环保行动，提高资源利用效率、降低排放、推动可持续技术创新，以实现长期增长和可持续发展。但生物医药行业的环境（E）维度表现有平稳的明显提升。与 2020 年相比，生物医药企业在 2022 年的环境（E）维度上取得了提高，大部分二级议题均有提升，反映了生物医药行业在环保和绿色转型方面做出的努力。具体来看，生物医药行业在资源消耗、环境情况披露方面均有较明显提升，在气候变化这一二级指标得分上提升较小，但仍有提升（图 11），然而在污染防治角度却有所下降。另外，生物医药企业在公司治理（G）维度的各二级指标表现上均有一定提升；在社会（S）维度上除社会响应有小幅下降外，其他层面也都有相应提升。这为未来生物医药行业企业 ESG 发展提供了指引。在环境（E）维度，生物医药行业在污染防治领域表现一般，为了改善这一现状，关键方法包括技术创新和研发投入，建立健全的环保管理体系，加强废弃物处理和处置。通过采取这些举措，生物医药企业可以减少污染物排放、优化资源利用，推动可持续发展，减轻环境压力。监管部门也应该建立环境监测系统，定期监测和评估企业的环境影响，透明地向公众披露环境数据和改进措施；在社会（S）维度，生物医药企业在社会响应方面表现有所欠缺。为了改进此方面的表现，企业可以采取加强公益项目支持，加强与社会的沟通和合作，参与行业组织和社会组织，积极发布社会责任报告等诸多策略来提高其评分。图 10：2020-2022 年生物医药行业 ESG 总分及各分项分数变化趋势数据来源：Green Quantum2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书17图 11：2020 年与 2022 年生物医药行业企业各二级议题平均得分对比数据来源：Green Quantum德勤风驭生物医药行业 ESG 评级体系根据位比评级的方法，动态地划分 A、B、C、D四个等级，使每年度评级结果更具时效性，并可持续、动态地助力企业提升其 ESG 表现。在该评级体系下（图 12），2020-2022 年三年间，生物医药行业所有等级门槛都在逐年提高。这种全等级上升的评级门槛表明生物医药企业在环境、社会和治理方面的综合表现持续提升，以满足行业越来越高的标准和期望。在过去的三年内，生物医药企业面临更为严格的 ESG 要求，推动它们更为积极地调整和完善相关政策、实践和管理措施。这种趋势的逐年上升可能反映了消费者、监管机构和投资者对可持续性的日益关注，以及行业内部对于提高生产和管理标准的努力。这种持续全等级门槛上升表明生物医药行业整体在 ESG 方面的表现有所提升，企业普遍对 ESG 重视程度的提升，提高了可持续经营的标准。总的来说，全等级门槛的提升为行业的可持续发展奠定坚实基础。图 12：2020-2022 年生物医药行业 ESG 各等级分数区间变化趋势数据来源：Green Quantum2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.182.4 生物医药行业企业信用债违约率和可持续发展德勤风驭的生物医药行业 ESG 评级模型从风控视角出发、以 ESG 表现为关键指标，为金融机构和企业提供重要的风险洞察。根据德勤风驭的生物医药行业信用债违约数据（图 13），2015 年至 2024 年间，A 级各企业平均信用债违约率低于 D 级企业约2.07%（含预测）。以 2021 年数据为例，A 级企业评级违约率仅为 0.46%，B 级企业与 C 级企业违约率依次递增，D 级企业违约风险最高，违约率高达 2.42%。2015 年至 2024 年，生物医药行业 A、B 和 C 等级企业的平均违约率走出稳步下降的趋势，但 D 级企业违约率波动较大，表现出更强的不确定性（数据来源：德勤风驭 Green Quantum 研究所）。根据疫情及其导致的市场需求变化情况可推测，在面对外部环境改变时，企业 ESG 评级越高，受外界突发因素影响越小，韧性越强。因此，提升企业自身的 ESG 表现能够显著降低企业违约风险。企业的 ESG 评级与平均违约率存在显著的相关性，评级为 A 的企业明显有更低的违约率，这充分体现了德勤“ESG 评分与财务指标挂钩”的研究思路。值得注意的是，在德勤风驭开展企业信用债违约率测评的初期，出现了企业当年信用评级不高，但 ESG 评级较高的现象；在随后的二至三年内，该企业的信用评级逐步提升，达到与其 ESG 评级相匹配的程度。这体现了德勤风驭的 ESG 评级对企业信用评级变化的预测作用，也证明了德勤风驭的 ESG 评级体系在洞察企业违约风险方面的价值。图 13：2015-2024 年生物医药行业各级企业平均信用债违约率对比（含预测）数据来源：Green Quantum2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书19图 14：2012-2024 年生物医药行业各级企业财务情况对比（含预测）数据来源：Green Quantum同时，由生物医药行业各企业的财务数据可知（图 14），企业 ESG 评级越高，其收入水平与净利润水平越高。以 2020 年收入水平为例，A、B、C、D 级企业各自的收入水平逐级递减，尽管 B、C、D 级企业之间差距不大，但 A 级企业和 B 级企业在收入水平和利润水平方面显示出明显的优越性。因此，相较于 ESG 评级较低的企业，ESG 评级较高的企业通常具有更好、更稳定的盈利能力，可以为股东创造更多正向回报。此外，ESG 评级较高的企业往往具有更优秀的财务成长性，例如 A 级企业的收入和利润水平自 2017 年开始便保持了相较其他等级企业更高的增长率。因此，德勤风驭 ESG 评级体系不仅在风险控制方面对企业和金融机构有重要意义，同时在评价和预测企业财务表现方面提供重要参考。2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.20Part 3:生物医药行业可持续发展优秀企业 根据德勤风驭的 2022 年度 ESG 生物医药行业评级，365 家企业中，34 家获得 A 级，148 家获得 B 级，155 家获得 C 级，28 家获得 D 级评级。其中，没有被德勤风驭评为 2022 年度生物医药行业 ESG 评级 S 级企业。ESG 基金也没有投资任何生物医药行业企业，主要原因在于该可能主要受到行业特性影响，行业整体表现较差导致即使企业层面表现再优秀的企业也无法获得 S 级评分；行业传统的生产方式可能导致较大的资源消耗和环境影响。生物医药行业在生产过程中可消耗大量的能源和原材料，同时会产生化学物质和废料，且在社会责任方面，行业中会面临研发新药的高风险和高成本，同时也会面临关于药品定价的争议，在公司治理方面也存在面临独特的风险，例如临床试验的失败、药物安全问题等，在研发、生产和销售过程中符合相关法规和伦理要求也要保持透明度和公正性。这与 ESG 基金通常追求的企业良好的综合可持续发展能力存在差距。从地域分布上来看，国内生物医药行业 ESG 表现最好的 A 级企业主要分布在广东、北京和上海等地(图 15)。这样的分布在地域和行业特点的交互影响下呈现出其独特合理性。首先，这些地区拥有众多的高等院校、研究机构以及医疗机构，为生物医药企业提供了丰富的科研资源和人才储备。其次，沿海省份通常拥有更大的市场规模和较为发达的医疗卫生体系，这为生物医药企业提供了更广阔的市场需求和商业机会。而且沿海地区具有更为便利的国际交往条件，便于企业进行国际间的合作与交流，获取国际先进技术和资源。生物医药行业要求高科技和创新，对环境、社会责任和治理能力的要求也较高，这与 A 级企业的地域分布相匹配。从整体上看，这些地区所拥有的地域和行业特点，为国内生物医药行业的 A 级企业创造了良好的条件，使其在 ESG 评级中展现出卓越的表现。图 16：2022 年中国生物医药行业 A 级及 S 级企业分布情况数据来源：Green Quantum2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书21德勤风驭自 2019 年始发布的系列白皮书，已连续三年深入研究 A 股各行业上市公司的 ESG 绩效表现。本次，我们重点关注在德勤 CICS 行业分类下的生物医药行业。经过三年观察，A 股生物医药行业的 ESG 总体表现保持了稳步上升的态势。从 ESG 信息的透明度方面看，A 股生物医药企业已加大报告公开力度，但报告内容质量尚存不均，需进一步优化。风险管理角度上，强化 ESG 能够助降低生物医药行业的信用违约风险。财务层面分析也显示，企业的 ESG 绩效与其财务健康状况正相关。进入后疫情时期，我们依然面对如疫情反复、政治局势等变数。ESG 成为策应这些挑战、引领可持续发展的关键策略，给予社会新的希望。在中国政策如“碳达峰、碳中和”和生物医药有关法律法规等压力驱动下，生物医药行业的ESG表现将继续受到全社会、监管机构和国家的高度关注。因此，生物医药行业将着力优化生产研发技术以及废料处理，引入现代化公司治理机制，在未来几年内进一步提升行业上市公司的ESG绩效。德勤风驭也希望通过开展各行业企业的 ESG 绩效评级，为企业履行社会责任提供有效的支持和赋能，为构建更加绿色、可持续的未来做出贡献。结语2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.22地址：上海市黄浦区延安东路 222 号邮箱：地址：浦东新区丹桂路 999 号张江国创中心一期 A3邮箱：联系方式2023 Deloitte Risk X.All rights reserved.Please refer to the disclaimer at the end of this document.生物医药 ESG 白皮书23关于德勤Deloitte（“德勤”）泛指一家或多家德勤有限公司，以及其全球成员所网络和它们的关联机构（统称为“德勤组织”）。德勤有限公司（又称“德勤全球”）及其每一家成员所和它们的关联机构均为具有独立法律地位的法律实体，相互之间不因第三方而承担任何责任或约束对方。德勤有限公司及其每一家成员所和它们的关联机构仅对自身行为及遗漏承担责任，而对相互的行为及遗漏不承担任何法律责任。德勤有限公司并不向客户提供服务。请参阅 了解更多信息。德勤是全球领先的专业服务机构，为客户提供审计及鉴证、管理咨询、财务咨询、风险咨询、税务及相关服务。德勤透过遍及全球逾 150 个国家与地区的成员所网络及关联机构（统称为“德勤组织”）为财富全球 500 强企业中约 80%的企业提供专业服务。敬请访问 330,000 名专业人员致力成就不凡的更多信息。德勤亚太有限公司（即一家担保有限公司）是德勤有限公司的成员所。德勤亚太有限公司的每一家成员及其关联机构均为具有独立法律地位的法律实体，在亚太 地区超过 100 座城市提供专业服务，包括奥克兰、曼谷、北京、河内、香港、雅加达、吉隆坡、马尼拉、墨尔本、大阪、首尔、上海、新加坡、悉尼、台北和 东京。德勤于 1917 年在上海设立办事处，德勤品牌由此进入中国。如今，德勤中国为 中国本地和在华的跨国及高增长企业客户提供全面的审计及鉴证、管理咨询、财 务咨询、风险咨询和税务服务。德勤中国持续致力为中国会计准则、税务制度及 专业人才培养作出重要贡献。德勤中国是一家中国本土成立的专业服务机构，由德勤中国的合伙人所拥有。敬请访问 cnzhsocial-media，通过我们的社交媒体平台，了解德勤在中国市场成就不凡的更多信息。本通讯中所含内容乃一般性信息，任何德勤有限公司、其全球成员所网络或它们 的关联机构（统称为“德勤组织”）并不因此构成提供任何专业建议或服务。在 作出任何可能影响您的财务或业务的决策或采取任何相关行动前，您应咨询合资 格的专业顾问。我们并未对本通讯所含信息的准确性或完整性作出任何（明示或暗示）陈述、保 证或承诺。任何德勤有限公司、其成员所、关联机构、员工或代理方均不对任何 方因使用本通讯而直接或间接导致的任何损失或损害承担责任。德勤有限公司及 其每一家成员所和它们的关联机构均为具有独立法律地位的法律实体。2023。欲了解更多信息，请联系德勤中国。

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 2023国民健康生活洞察报告2023 National Health and Lifestyle Insights Report12023国民健康生活洞察报告2023国民健康生活洞察报告2023 Na.

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本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。1 20232023 年年 0909 月月 2828 日日 医疗器械医疗器械 行业深度分析行业深度分析 骨科行业深度系列一骨科行业深度系列.

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