根據美國CDC的統計數字，美國平均每36秒就有一人死於冠狀動脈心臟疾病（coronary artery disease， CAD，亦稱為冠心病）。冠心病的診斷過去仰賴侵入性且昂貴的心導管檢查，近年來隨著影像醫學的快速發展與進步，非侵入性的冠狀動脈電腦斷層血管攝影檢查（coronary CT angiography，CCTA）已成為臨床上診斷急性胸痛患者或冠狀動脈疾病預防性篩檢的重要工具。

   CCTA 在心臟跳動間瞬間攝影並重組影像，讓臨床醫生更精準地診斷心臟和冠狀動脈健康。 位於美國加州的HeartFlow，讓 CCTA 的影像活靈活現起來──運用 AI 將 CCTA 的平面影像轉換成立體彩色模型，不僅能清楚呈現冠狀動脈血管分枝影像，還可明確標示冠狀動脈血管鈣化和脂肪斑塊所在的位置以及血流的阻塞程度。致力於 CAD 影像分析診斷的 HeartFlow 目前已經是估值超過 15 億美元的獨角獸。

   HeartFlow 成立於 2007 年，共同創辦人 Christopher K. Zarins 前後曾擔任芝加哥大學醫學中心和史丹佛醫學中心的心血管外科主任，有 30 餘年的行醫經驗；另一位共同創辦人 Charles Taylor 則具有機械工程背景。他們二位在史丹佛大學執教時，共同創辦了 HeartFlow ，並分別擔任醫療長及科技長。HeartFlow 的兩大支柱分別為FFRct 影像分析軟體以及HeartFlow Planner App，提供冠狀動脈疾病 CAD 的診斷和治療方案：

◆ FFRct：將平面影像重組為 3D 彩色立體模型

   HeartFlow 的 FFRct 軟體是在 CCTA 的影像基礎上，運用流體力學並結合 NVIDIA GPU 深度學習演算法，經訓練精良的專業團隊修正調整後，得到血流儲備分數（fractional flow reserve，FFR，用來檢測心臟和冠狀動脈阻塞程度的臨床術語。）的估值，進而建立患者的 3D 立體冠狀動脈模型，偵測逐條血管的血流情況，準確定位出造成心肌缺氧的狹窄冠狀動脈，幫助醫生評估臨血管阻塞情形和血液流動情況，作為醫療計畫之參考。 FFRct 已於 2014 年獲得 FDA 核准，且業已在歐洲、加拿大、日本供臨床使用。

圖片說明：FFRct檢驗報告範例，以不同顏色區段標明冠狀動脈血管的堵塞程度。臨床上以 FFRct ≤ 0.8 來決定是否針對病灶進行介入治療。圖片來源： HeartFlow 官網。

◆ HeartFlow Planner App： 互動式 CAD 術前規劃軟體

   HeartFlow 的另一項臨床解決方案 HeartFlow Planner ，是一個互動式的術前規劃工具，幫助醫療團隊運用 FFRct 的分析結果，模擬不同的CAD治療策略與情境，於 2019 年獲得 FDA 批准。醫療團隊使用平板或手機（支援 Apple iOS 11 及以上的裝置）下載 HeartFlow Planner App 後，透過指尖就能在螢幕上放大狹窄區域的血管，即時分析、模擬各種介入情境，讓醫療團隊在尚未進入心導管檢查室前就已經對患者的冠狀動脈瞭若指掌，不僅能提升醫療效率，更能降低經皮冠狀動脈介入性治療術（percutaneous coronary intervention）等 CAD 手術之風險，還可以幫助病患及其家屬了解手術流程。

圖片說明：由左而右依序是 HeartFlow Planner 的主要功能──以白色的環標記血管狹窄處；點選白色環後，將顯示一條影響範圍的虛線，虛線的兩端可依醫療團隊的規劃而調整，並據此模擬出影響範圍和可能的成效；分析、模擬血管疏通後的結果，並據此與其他情境和不同手術範圍的成效進行評估比較。圖片擷取自 HeartFlow 官網。

【HeartFlow 的營運商模】

   HeartFlow FFRct 採用雲端運算模式，由醫院將患者的 CCTA 影像數據資料上傳到 AWS 後，在 20 分鐘內生成病患冠狀動脈的彩色編碼 3D 模型，大幅提高診斷效能。 FFRct 分析已納入美國醫療保險（Medicare）、低收入戶政府醫療補助（Medicaid）以及大部分的商業保險中，目前全美有92% 的被保險人擁有 HeartFlow 分析的保障。而英國國家健康與照顧卓越研究院（The National Institute for Health and Care Excellence，NICE）也在2017年發布的指南中提到 HeartFlow 的 FFRct 分析軟體有助於釐清穩定型心絞痛患者的病因。 2019 年，英國國民健保署長期計畫（The NHS Long Term Plan）將 FFRct 分析納入英國健保（NHS）給付。初估從2021年開始每年約有 35,600 名的英國民眾受惠，為英國國庫減少 1,700 萬英鎊的 CAD 侵入式檢查支出。

   HeartFlow 從第一家醫院 El Camino Hospital 開始進行落地試驗，到現在已有超過 400 多家國際醫療機構使用，包括美國、歐洲、加拿大和日本的頂尖醫院，總計全球有超過 75,000 名患者使用過 HeartFlow 分析，減少了 83% 非必要的血管造影和侵入式放射線檢查。

【獲投情況與企業合作】

   目前 HeartFlow 透過 GE Ventures、 Wellington Management、 Baillie Gifford 等 VC ，共募得 4.67 億美元的資金。

   2017 年 HeartFlow 宣布與西門子（Siemens Healthineers）合作，致力於改善患者就醫經驗與臨床成果，降低健康照護成本。亦與飛利浦（Royal Philips）達成合作協議，運用飛利浦既有的技術，如：冠狀動脈FFR、即時冠狀動脈流速差（instantaneous wave-free ratio，iFR）和血管內超音波 (Intravascular Ultrasound， IVUS）等強化 HeartFlow 分析。同年，奇異醫療（GE Healthcare）也宣布提供自家的 CardioGraphe 心臟電腦斷層掃描儀來搭配 HeartFlow FFRct 技術，目標是讓更多臨床醫生採用 HeartFlow FFRct 診斷和治療冠心病患者。

【結語】

   結合醫學與工程學的 HeartFlow 運用 AI 演算法取代了昂貴的醫療耗材，降低了需要手術介入的比例。站穩CAD的腳步後， HeartFlow 有意將觸角從冠狀動脈健康延伸到整個心血管系統，持續發展精準醫療。從醫療設備大廠紛紛上門談合作的形勢來看，HeartFlow將持續創新並有望顛覆醫療影像的診斷與應用。

參考資料：

HeartFlow
https://www.heartflow.com/

Crunchbase
https://www.crunchbase.com/organization/heartflow

HeartFlow Announces Completion of Patient Enrollment in the PRECISE Trial
https://www.businesswire.com/news/home/20210511005249/en/HeartFlow-Announces-Completion-of-Patient-Enrollment-in-the-PRECISE-Trial

HeartFlow Announces FDA Clearance for HeartFlow Planner
https://www.hmpgloballearningnetwork.com/site/cathlab/content/heartflow-announces-fda-clearance-heartflow-planner

Heart Disease in the United States
https://www.cdc.gov/heartdisease/facts.htm

HeartFlow: How 3D scans are helping doctors diagnose heart disease without invasive procedures
https://www.nsmedicaldevices.com/analysis/heartflow-3d-scans-heart-disease/

AI vs heart disease: NHS and Heartflow partner on cardiac diagnostics
https://www.medicaldevice-network.com/features/heartflow-nhs/

3D heart scans on the NHS to speed up disease diagnosis
https://www.england.nhs.uk/2021/05/3d-heart-scans-on-the-nhs-to-speed-up-disease-diagnosis/