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雷鋒網(wǎng)按：本文是雷鋒網(wǎng)在ISICDM 2019現(xiàn)場(chǎng)與John Gore教授的對(duì)話內(nèi)容。ISICDM是國(guó)內(nèi)知名的理工醫(yī)交叉論壇，意在推動(dòng)海內(nèi)外理工醫(yī)交叉融合，激發(fā)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新。
“核磁共振成像的未來(lái)方向?qū)⑹歉?、更便宜，并在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，所以有一種趨勢(shì)叫‘value imaging’。如果你仔細(xì)想想，我們并沒有改變?cè)缙诘哪Ｊ健５请S著時(shí)間的推移，我們?cè)谕瑯拥臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更多、更好的成像效果。”John Gore教授在談?wù)揗RI的未來(lái)前景時(shí)，這么說(shuō)道。
John Gore是美國(guó)范德堡大學(xué)教授、成像科學(xué)研究院院長(zhǎng)，是磁共振及影像技術(shù)方面的國(guó)際知名專家。由于他在磁共振等影像技術(shù)的開發(fā)及其在醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)上的應(yīng)用方面做出的突出貢獻(xiàn)，而入選美國(guó)國(guó)家工程院院士。同時(shí)，他也是頂級(jí)期刊《Magnetic Resonance Imaging》的主編。
John Gore教授認(rèn)為，傳統(tǒng)磁共振采樣的掃描時(shí)間長(zhǎng)，存在大量信息冗余，且容易存在信噪比。如果把成像時(shí)間從45分鐘縮短到10分鐘，將會(huì)極大地提升醫(yī)生的工作效率，而深度學(xué)習(xí)技術(shù)在這方面具有很大的發(fā)揮空間?！吧疃葘W(xué)習(xí)對(duì)重建所需的信息量更少，可以幫助我們處理數(shù)據(jù)缺失的問(wèn)題?！?/p>
近日，雷鋒網(wǎng)在ISICDM 2019大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)與John Gore教授進(jìn)行了一次對(duì)話。圍繞最新學(xué)術(shù)研究進(jìn)展、對(duì)中國(guó)學(xué)者的建議等等話題，John Gore也發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。
雷鋒網(wǎng)：能否談?wù)勀闹饕芯糠较?、研究進(jìn)展？
John Gore：我是范德堡大學(xué)成像科學(xué)研究院院長(zhǎng)，研究院有150人從事成像研究。我自己的研究方向主要是發(fā)展先進(jìn)的核磁共振技術(shù)，尤其是在神經(jīng)科學(xué)和癌癥方面，并試圖發(fā)現(xiàn)我們能從MRI中得到什么信息。
最近，我們一直在研究大腦尤其是腦白質(zhì)的功能性磁共振成像（fMRI），這是一個(gè)新的方向。
在癌癥方面，我們一直在研究如何測(cè)量細(xì)胞大小和細(xì)胞密度，而不是侵入性地使用MRI。
雷鋒網(wǎng)：在研究過(guò)程中，會(huì)遇到什么棘手的問(wèn)題嗎?
John Gore：是的，所有的這些研究方向都有其局限性。關(guān)于想要測(cè)量什么以及如何測(cè)量細(xì)胞的大小和密度，我們有一些很好的想法。但是MRI會(huì)受到信噪比的限制，所以我們一直在這方面進(jìn)行努力。
此外，還有硬件條件的限制，這些都是在研究過(guò)程中必須要解決的問(wèn)題。
雷鋒網(wǎng)：與在診斷和其他方面的應(yīng)用相比，深度學(xué)習(xí)技術(shù)在成像上的應(yīng)用前景如何？
John Gore：我認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)在成像方面的應(yīng)用是非常重要的。傳統(tǒng)的圖像信息處理方法已經(jīng)無(wú)法跟上數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，它們需要很多功能的支持。
深度學(xué)習(xí)可以在圖像獲取環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。我們不需要收集那么多的數(shù)據(jù)，因?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)可以幫助我們處理數(shù)據(jù)缺失的問(wèn)題，這樣我們就可以利用更少的數(shù)據(jù)下，為病人做出同樣高質(zhì)量的圖像。然后在一個(gè)大的區(qū)域里整理數(shù)據(jù)、突出重點(diǎn)，讓放射科醫(yī)生或其他人更仔細(xì)、更有針對(duì)性地查看。
因此，我們可以幫助放射科醫(yī)生擺脫很多常規(guī)工作，未來(lái)他們可能只要發(fā)出語(yǔ)音指令就行了。
雷鋒網(wǎng)：您認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的有哪些優(yōu)勢(shì)和不足的？徐宗本院士也在演講中提到了深度學(xué)習(xí)的一些問(wèn)題。
John Gore：深度學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)是減少了誤差，提高了效率，這意味著我們?cè)诮?jīng)濟(jì)層面能夠帶來(lái)影響并使患者受益。
一個(gè)很好的例子就是，在中國(guó)，每四萬(wàn)五千人才能擁有一名放射科醫(yī)生，所以你需要借助技術(shù)的手段來(lái)幫助放射科醫(yī)生做他們力所能及的事情。
另外，我認(rèn)為，在人們接受深度學(xué)習(xí)一項(xiàng)技術(shù)之前，他們需要非常清楚這項(xiàng)技術(shù)的工作原理、機(jī)制是什么。你要對(duì)深度學(xué)習(xí)算法有信心，以及深度學(xué)習(xí)是如何被訓(xùn)練的、假設(shè)是什么、偏見是什么。它不能是“黑盒”，它必須是一個(gè)透明的盒子，讓人們可以清楚地看到它在做什么。
雷鋒網(wǎng)：作為頂級(jí)期刊《MRI》的主編，近幾年你們收錄的論文，與過(guò)往有哪些明顯的變化？
John Gore：最大的變化是來(lái)自中國(guó)的論文數(shù)量增長(zhǎng)迅速。雖然我沒有看到這些數(shù)字，但是來(lái)自歐洲和美國(guó)的論文數(shù)量增長(zhǎng)很小，中國(guó)和韓國(guó)的論文數(shù)量增長(zhǎng)非常明顯。
事實(shí)上，我們有這么多的中國(guó)論文，以至于很難挑選出好的論文，因?yàn)橘|(zhì)量參差不齊。我們看到一些優(yōu)秀的論文，但也有一些論文的原創(chuàng)性不是很好，或者沒有按照我們想要的方式來(lái)做。
所以，我們?cè)趯彶樗姓撐臅r(shí)遇到的一個(gè)大問(wèn)題就是，如何選出最好的那些論文。
當(dāng)然，很多論文的質(zhì)量都在不斷提高。我理解在《MRI》上投稿人的心理，因?yàn)樵谶@樣的期刊上發(fā)表一篇論文，對(duì)他們的職業(yè)生涯非常重要。
很多學(xué)者的能力會(huì)受到一些主客觀因素的限制。所以，很多人都在做非常類似的研究，而這通常是受到設(shè)備制造商們的影響。
例如，如果像西門子這樣的公司提出一個(gè)新的工作進(jìn)展，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)會(huì)有100多個(gè)不同的機(jī)構(gòu)開始使用它，然后試圖以此寫論文。
在我看來(lái)，這是一種趨勢(shì)。今年，彌散峰度是核磁共振成像研究的一種新方法，而去年我們有很多關(guān)于評(píng)估成像的論文。很明顯，這些話題很流行。每個(gè)人都在關(guān)注，然后我們得到了很多很多的論文。
雷鋒網(wǎng)：您覺得，在MRI成像領(lǐng)域，中美兩地的科研狀況有哪些不同？中國(guó)學(xué)術(shù)界在哪些地方需要重點(diǎn)借鑒和學(xué)習(xí)歐美學(xué)術(shù)界？
John Gore：我認(rèn)為，美國(guó)放射科醫(yī)生參與研究的范圍并不像人們想象的那么廣泛。我們看到的大多數(shù)研究都是由放射學(xué)以外的人或科學(xué)家、物理學(xué)家和工程師推動(dòng)的。
事實(shí)上，很多新技術(shù)和新方法也都是由神經(jīng)學(xué)家、大學(xué)里的神經(jīng)外科醫(yī)生等提出的。我認(rèn)為，中國(guó)放射學(xué)界對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的理解是很有競(jìng)爭(zhēng)力的，比其他地方的醫(yī)生更專注于基礎(chǔ)科學(xué)。
但我的建議是，不一定遵循設(shè)備商的趨勢(shì)，而是要看你所在研究機(jī)構(gòu)的特長(zhǎng)。中國(guó)有這么多的人口，你們可以真正地進(jìn)行很好的研究。而且參與研究的患者數(shù)量，比在美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)中要多得多。
所以，如果你有一項(xiàng)新技術(shù)，你想用它來(lái)治療肝癌，在這里更容易找到100多種案例，隨便在哪家大醫(yī)院里都能找到。所以，中國(guó)確實(shí)有很多機(jī)會(huì)進(jìn)行臨床研究。
雷鋒網(wǎng)：您認(rèn)為fMRI和MRI未來(lái)的發(fā)展方向是什么樣的，研究者應(yīng)重點(diǎn)探索哪些方面的研究？
John Gore：我認(rèn)為MRI的主要方向?qū)⑹歉?、更便宜，并在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。所以有一種趨勢(shì)叫做“value imaging”（價(jià)值成像）。
如果你仔細(xì)想想，我們并沒有改變?cè)缙诘哪Ｊ?。以前，醫(yī)生會(huì)讓病人在設(shè)備里躺45分鐘來(lái)獲取圖像。隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的發(fā)展，我們只是用同樣的時(shí)間完成了更多的成像工作。
所以，我們知道很多不同的脈沖序列，像T1、T2、ADC各種各樣的成像。問(wèn)題是，要回答臨床問(wèn)題，真正需要的圖像有多少呢？一定要有很高的分辨率嗎？答案可能是“NO”。
但是，如果我們可以把成像時(shí)間從45分鐘減少到10分鐘，將在效率層面產(chǎn)生巨大的差異。
我認(rèn)為，中國(guó)醫(yī)生每小時(shí)進(jìn)行的病人檢查數(shù)量已經(jīng)比美國(guó)多得多。我認(rèn)為這是加快成像速度的大趨勢(shì)，這將是深度學(xué)習(xí)發(fā)揮重要作用的地方。因?yàn)樵谏疃葘W(xué)習(xí)的幫助下，圖像重建所需的信息量更少，并且有助于重建不完整的數(shù)據(jù)。
當(dāng)然，我不認(rèn)為自己能告訴研究者們應(yīng)該集中注意力做哪些事情，因?yàn)橛泻芏嗍虑橐觥Ｔ谖铱磥?lái)，有一些非常重要的領(lǐng)域，比如圖像重建、圖像分析以及將MRI的數(shù)據(jù)與其他類型數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。我們不能只專注于其中任何一個(gè)領(lǐng)域，這些都非常重要。
雷鋒網(wǎng)：繼X光、CT、MRI之后，您認(rèn)為下一代主流醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，會(huì)以什么樣的形式呈現(xiàn)？
John Gore：我不知道在硬件端會(huì)有什么非常大的突破，我今天早上也表達(dá)了觀點(diǎn)。我們有非常好的CT、MRI，全身PET掃描也將會(huì)到來(lái)，并且會(huì)重新定義PET成像，超聲可以做出非常漂亮的圖像，但我們不會(huì)在推動(dòng)設(shè)備革新上走得太遠(yuǎn)。
變革將來(lái)自計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)，利用技術(shù)幫助我們處理數(shù)據(jù)，真正的變革將會(huì)來(lái)自軟件層面，而不是硬件層面。
雷鋒網(wǎng)：您如何評(píng)價(jià)ISICDM，您有哪些經(jīng)驗(yàn)想跟年輕學(xué)者們分享？
John Gore：很多會(huì)議的質(zhì)量取決于是否會(huì)產(chǎn)生很多好的論文。學(xué)者們會(huì)參加一些會(huì)議，有很多的論文，但很少會(huì)最終發(fā)表。我認(rèn)為，把最好的論文發(fā)表出來(lái)，這是非常重要的，因?yàn)檫@是最好的會(huì)議應(yīng)該做的。
對(duì)于年輕的學(xué)者來(lái)說(shuō)，你們要清楚別的學(xué)者在做什么事情，然后進(jìn)行合作、互動(dòng)。
昨天下午，我參加了論文點(diǎn)評(píng)的報(bào)告會(huì)，聽了12個(gè)學(xué)者的論文展示。我認(rèn)為，這些年輕的學(xué)者在真正理解復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)算法等方面的知識(shí)。他們拋出了一些我不太懂的術(shù)語(yǔ)，我不太知道其中的細(xì)節(jié)，而他們對(duì)此似乎已經(jīng)非常熟悉。
但有一個(gè)小問(wèn)題是，一些年輕學(xué)者在做有點(diǎn)類似的事情。
所以，我要給的建議是，找到你自己認(rèn)定的方向，不要人云亦云，重復(fù)別人昨天的事情。追隨你們內(nèi)心的渴望，不要因?yàn)檫@件事是別人想讓你們做的。你們應(yīng)該有自己感興趣的方向和讓自己興奮的事情。這就是你能收獲更多成功，并且樂在其中的秘訣，這是我想給出的建議。
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