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本文作者: 李雨晨 | 2020-03-30 15:31 |
雷鋒網(wǎng)消息,3月28日,GE醫(yī)療發(fā)布了其最新的數(shù)字醫(yī)療創(chuàng)新成果——全流程人工智能磁共振技術(shù)平臺(tái)“智簡(jiǎn)AI”。據(jù)了解,該平臺(tái)經(jīng)歷了三年研發(fā)周期、累計(jì)了10萬(wàn)例原始影像圖學(xué)習(xí),在影像成像前端的核心環(huán)節(jié),利用AI技術(shù)集中解決磁共振成像環(huán)節(jié)的偽影和成像效率問(wèn)題。
GE醫(yī)療中國(guó)磁共振產(chǎn)品部總經(jīng)理趙霞表示,智簡(jiǎn)AI平臺(tái)將在1.5T磁共振產(chǎn)品SIGNATM Creator上使用?!昂芸煳覀兊娜盗写殴舱癞a(chǎn)品也會(huì)搭載這項(xiàng)技術(shù),用AI賦能全線產(chǎn)品,為推動(dòng)磁共振AI生態(tài)發(fā)展奠定基礎(chǔ)?!?/p>
相比于CT、X線等成像設(shè)備,由于成像原理、成像過(guò)程以及影像處理的復(fù)雜性,讓AI技術(shù)在磁共振成像領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用相對(duì)滯后。
國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)首席科學(xué)家、中科院田捷教授表示,X光展現(xiàn)的是二維信息,CT展現(xiàn)的是三維信息,而磁共振能夠顯示功能信息,信息量就變得非常大。
東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科主任、中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射分會(huì)副主任委員盧光明也表示,磁共振擁有多維的數(shù)據(jù)、不同的序列。同樣的結(jié)構(gòu)、同樣的病變?cè)诓煌男蛄猩嫌胁煌男盘?hào)特點(diǎn)。如何把多維度的信息匹配起來(lái),進(jìn)行病變的分析,是所有影像行業(yè)的從業(yè)者需要考慮的問(wèn)題。
上海長(zhǎng)征醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)科主任、中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)候任主任委員劉士遠(yuǎn)認(rèn)為,磁共振是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最為復(fù)雜的技術(shù),它是金字塔的頂端,由于其成像維度復(fù)雜,形成深度學(xué)習(xí)的模式困難,因此在AI領(lǐng)域的突破比較有限。
當(dāng)然,隨著人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像行業(yè)的不斷應(yīng)用,“高端”的MR設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了很大程度的改進(jìn)。
田捷補(bǔ)充到,以往磁共振領(lǐng)域在AI技術(shù)研發(fā)上聚焦在兩個(gè)方面:
一是磁共振流程智能化(磁共振AI 1.0時(shí)代),比如自動(dòng)識(shí)別解剖部位、自動(dòng)連續(xù)掃描等;
二是圖像重建后處理環(huán)節(jié)的多種智能分析和輔助診斷(磁共振AI 2.0時(shí)代),如結(jié)構(gòu)與功能成像的多模態(tài)融合,可幫助提升圖像處理效率,提供更詳細(xì)的影像診斷信息。
如上文所說(shuō),磁共振技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)在于設(shè)備的“源頭”:
磁共振檢查中70%時(shí)間被成像過(guò)程占據(jù),短則幾分鐘,長(zhǎng)的有半個(gè)小時(shí)以上。較長(zhǎng)的診斷時(shí)間,讓一些大醫(yī)院的預(yù)約MR檢查時(shí)間,能排到一個(gè)月之后。
而且,磁共振圖像會(huì)產(chǎn)生偽影。
做過(guò)MR的人都知道,在開(kāi)始檢查前,醫(yī)生一般都會(huì)囑咐患者屏氣、不要亂動(dòng)。這是因?yàn)樯眢w器官的自然蠕動(dòng)或者無(wú)法抑制的動(dòng)作,如腹部掃描時(shí)的腸道蠕動(dòng)、頸椎掃描時(shí)患者自然的吞咽動(dòng)作等,都會(huì)在圖像上形成偽影,影響醫(yī)生診斷。
更有甚者,需要患者進(jìn)行二次重復(fù)掃描,或者重新預(yù)約檢查。臨床實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示,20%左右的磁共振檢查會(huì)由于運(yùn)動(dòng)偽影問(wèn)題而導(dǎo)致掃描失敗。
“成像速度”和“偽影”這兩個(gè)問(wèn)題,一直讓醫(yī)療器械商和醫(yī)生頭疼。因此,這也是GE推出智簡(jiǎn)AI平臺(tái)的邏輯所在。
利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,GE醫(yī)療對(duì)超過(guò)10萬(wàn)例磁共振原始圖像數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí),在成像過(guò)程中對(duì)每個(gè)線圈單元采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,對(duì)噪聲、偽影信息進(jìn)行識(shí)別處理,同時(shí)將數(shù)據(jù)中的噪聲等雜質(zhì)剔除,從而提供高質(zhì)量的原始圖像數(shù)據(jù)。
同時(shí),圖像重建優(yōu)化過(guò)程中,也基于AI算法抑制圖像偽影,深度提升圖像信噪比,讓成像速度大幅提高。
在成像速度方面,GE醫(yī)療全球磁共振研發(fā)團(tuán)隊(duì)的測(cè)試結(jié)果顯示:
在肩關(guān)節(jié)成像中,全流程AI磁共振Creator以同樣的掃描視野和參數(shù)設(shè)定,將成像時(shí)間從3分鐘左右縮短到約1.5分鐘,成像速度提升一倍;
在顱腦高分辨的TOF血管成像中,采用相同的掃描序列以及圖像參數(shù),傳統(tǒng)成像掃描耗時(shí)4分50秒左右,全流程AI磁共振Creator的成像速度約2分20秒,利用一半的時(shí)間,獲得了分辨率及信噪比更高的圖像。
在處理偽影方面,智簡(jiǎn)AI技術(shù)能夠有效識(shí)別偽影信號(hào),抑制各類(lèi)偽影的產(chǎn)生,提升掃描成功率,降低重復(fù)掃描帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益損失。
根據(jù)中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,近年來(lái),我國(guó)每百萬(wàn)人口MR保有量雖然提升明顯,從2013年的3.3臺(tái)提升到2017年的6.2臺(tái),增長(zhǎng)近乎翻倍。但整體而言,國(guó)內(nèi)MR的市場(chǎng)滲透率仍處于較低水平,相較歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大提升空間。
德勤生命科學(xué)與醫(yī)療行業(yè)管理咨詢(xún)主管合伙人俞超向雷鋒網(wǎng)表示,國(guó)內(nèi)的MR分為存量市場(chǎng)和增量市場(chǎng)。從存量市場(chǎng)的角度來(lái)看,MR設(shè)備本身存在一個(gè)生命周期,新一代的MR設(shè)備成像速度更快、質(zhì)量更好,對(duì)運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量提升都有顯著功效。
而從增量市場(chǎng)來(lái)看,底層市場(chǎng)逐漸擴(kuò)容,越來(lái)越多的基層醫(yī)院提高設(shè)備等級(jí)。另外,第三方影像中心等新業(yè)態(tài)的興起,增量市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。
因此,可以看出,GE醫(yī)療在這次新品的發(fā)布中,是為了趙霞所說(shuō)的“做好設(shè)備廠商的本職工作”——應(yīng)用AI和數(shù)字化技術(shù)去擴(kuò)寬已有的“存量”市場(chǎng)、下探到更廣泛的“增量”市場(chǎng)。
智簡(jiǎn)AI發(fā)布會(huì)同期還舉辦了醫(yī)學(xué)磁共振影像人工智能線上高峰論壇。
對(duì)于未來(lái)人工智能的發(fā)展,田捷認(rèn)為主要?dú)w結(jié)兩個(gè)方面的因素:應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)。應(yīng)用驅(qū)動(dòng)就是從臨床中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,利用AI技術(shù)對(duì)多維信息進(jìn)行發(fā)掘,在術(shù)前預(yù)測(cè)和愈后環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)地分析;技術(shù)驅(qū)動(dòng),則是利用AI獲取更多特征,讓醫(yī)生能夠看得更清楚。
“高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和人工智能是相輔相成的,需求和技術(shù)相互牽引、相互拉動(dòng),促使廠商更好地提供臨床解決方案?!?/p>
值得一提的,設(shè)備端AI產(chǎn)品的一大意義就在于提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和成像的標(biāo)準(zhǔn)化能力,這點(diǎn)對(duì)于大數(shù)據(jù)的建設(shè)和AI技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。
作為影像科專(zhuān)家,盧光明向雷鋒網(wǎng)表示,在已有的AI應(yīng)用基礎(chǔ)上,廠商接下來(lái)要做的是提升AI技術(shù)在不同醫(yī)療設(shè)備上的泛化性以及影像數(shù)據(jù)的一致性。
盧主任認(rèn)為,構(gòu)建大規(guī)模的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)于疾病的識(shí)別、診斷、評(píng)估都有很好的作用。而這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)建立是一個(gè)不斷延續(xù)的過(guò)程?!癆I讓我們有了很好的圖像質(zhì)量,但是以前的圖像和現(xiàn)在基于3.0的圖像是否可以兼容,這件事情還需要進(jìn)一步觀察?!?/p>
尤其對(duì)于磁共振而言,不同掃描參數(shù)、不同序列等因素,都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)連續(xù)性產(chǎn)生影響。“我們會(huì)遇到很多挑戰(zhàn),這就需要政策支持、廠商協(xié)助來(lái)共同幫助我們解決問(wèn)題?!?/p>
中國(guó)食品藥品檢定研究院醫(yī)療器械檢定所所長(zhǎng)李靜莉表示,我國(guó)首批人工智能的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),今年已經(jīng)立了兩項(xiàng),主要是數(shù)據(jù)集通用要求和術(shù)語(yǔ)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。在這兩個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的框架下,將開(kāi)展一些標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的研發(fā)。
她也透露,今年下半年,中檢院就會(huì)向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)。
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