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疫后建设MR如何变身主力?GE医疗智简AI给出新思路

疫后建设MR如何变身主力?GE医疗智简AI给出新思路

疫情的全球化蔓延,更多成了CT、呼吸机、超声等设备的主战场。而设备精密程度堪称金字塔尖的MR,在疫后体系建设中有哪些机会?是什么制约了MR在中国的普及?

由于CT对于新冠肺炎的影像学表现明显,易于获得,且能比RT-PCR更准确地揭示患者患病的真实情况,这一类影像设备确实在疫情中发挥了不可替代的价值。但探其背后,如今的广泛应用,离不开设备本身的技术壁垒以及医学人工智能的飞速发展。

九十年代初期,中国CT影像设备一年的销售量只有两百台左右;到了今年,这个数字已经超过了四千台,这里发生了超过20倍的增长。到了2018年,每百万人口CT保有量已经达到了16.8台,虽离美国的32.2台仍有差距,但在本次疫情之中,确已满足发热门诊的需要,而AI则在其中弥补的影像科医生不足的缺陷。

相比之下,MR的保有量则略有不足,仅有的数据为2017年底统计的8289台,如此算下来,每百万人保有量仅5.9台,特别是在上海这样的一线城市,上海市区的居民曾为拍一个MR等待一个月的时间。

同为主流的大型影像设备,为何MR与CT在国内的普及程度相差巨大?

图像质量门槛高,技术壁垒是最大制约

从影像发展的技术来说,从一百年前的二维X光,到三维的CT,再到磁共振,不同的序列,会产生不同的图像。而磁共振能够看到更多的功能信息,图像越来越多,需要人眼处理的信息量就越来越大,但人脑的处理能力是有限的。“如果一个人来看,我们的人脑就会崩溃了,所以必须借助大数据和人工智能来帮忙。”国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家,来自中科院的田捷表示。

尽管MR在功能成像上存在巨大的优势,但针对这一类影像进行人工智能研究的公司却因为数据量和复杂度的限制而寥寥无几。如今,国内人工智能企业1800余家企业,医疗和影像人工智能占了280家,而在这些厂商中,有能力开发磁共振医疗影像AI产品的企业却不足5家。

GE医疗中国磁共振产品部总经理赵霞表示,相较于CT、X光等设备,MR的成像原理和设备相对复杂,影响因素和维度也非常多,所以发展也相对慢一些,这就更要求设备厂商能够提供质量更好的图像,高质量图像进、高质量的信息出。

不同于X射线与CT,MR(磁共振)能够为患者提供更为丰富的软组织相关细节。简单来说,磁共振的原理是通过计算机捕获平衡状态粒子获能后的跃迁。成像过程中,计算机必须处理不同序列下的多维数据,很多环境因素都会改变图像的质量。

“胃肠道的蠕动,甚至吞咽动作,周围的干扰信号,都有可能造成伪影,这样的图像给到医生,医生无法进行诊断。”赵霞表示,“所以,如何去掉MRI拍摄中的伪影,让医生拿到一个真正的高质量图像,进而降低重复拍摄带来的运营成本。其次是速度问题。CT扫描通常一分钟不到就能做完,但MR却需要耗费几十倍的时间,速度问题一直是限制其广泛应用的瓶颈之一。”

据统计,近20%的MRI成像会由于图像伪影问题,而导致需要重新做检查。“这样无论给医院运行成本,还是患者就诊时间上来看,都会造成很大就诊压力和资源浪费。所以,我们考虑的就是,如何帮助医院获得更高质量的图像,而且缩短患者检查的时间。”赵霞对动脉网补充道。

善用所长,从成像源头突围

3月28日,GE医疗发布了“智简”AI平台或能为医院与患者提供一个双赢方案。不同于通常情况下AI对于成像数据的剖析,GE医疗这一次将目光放在了前端成像环节,从信号采集到数据处理,再到原厂图像重建,进行AI技术的开发。这意味着,GE医疗能够从成像源头优化图像精准度并提高成像效率。

从质量和速度两个方面出发,智简AI平台运用高智能的深度神经网络算法,对超过10万例磁共振原始图像数据进行了学习。完成学习后,该平台可以在成像过程中对每个线圈单元采集到的原始数据进行特征提取,对噪声、伪影信息进行识别处理,第一时间将数据中的噪声等杂质剔除,获得高质量的原始图像数据。同时,图像重建优化过程中,也将基于AI算法抑制图像伪影,深度提升图像信噪比,让成像速度大幅提高。

这意味着,在同样的磁场强度下,智简AI平台支持下的MR能够大幅降低伪影出现概率,提高20%扫描成功率,进而降低医院运营成本。同时,该平台可以加速单个MRI成像时间,为医院带来增量。或许,上海市区的居民不必再为排一个MRI,等待长达一个月的时间。

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SIGNATM Creator率先配置智简AI平台

如果将自动识别解剖部位、自动连续扫描等磁共振流程智能化变革视为磁共振AI 1.0时代;将图像重建后处理环节的多种智能分析和辅助诊断视为磁共振AI 2.0时代;那么如今回归本源,在成像阶段引入AI,进而提升整个图像的精度与效率,这便是磁共振AI 3.0时代。

田捷教授则表示:“人工智能技术的发展给临床医生诊断效率、准确性提升带来了很多机会,特别是进入到3.0时代,在AI技术赋能下,我们能从MRI中挖掘到更强大的、肉眼看不到的数据,转变成更快速、高清的成像,让临床更有力量。这项工作很有意义。”

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论坛现场(左至右):北京安德医智科技有限公司副总裁、大中华区CEO 李晶珏、中国食品药品检定研究院医疗器械检定所所长李静莉、国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家、中科院田捷教授、中国食品药品鉴定研究院医疗器械鉴定所人工智能医疗器械标准化归口单位秘书长王浩

用AI赋能,撬动市场新增量

由此看来,“智简”AI平台至少可以解决两个核心医疗问题。其一是提高MRI服务供应。通过AI技术赋能,MR检查速度大幅加快,成本因此降低,居民将获得更多的机会进行MRI检查,也就意味着更多的重疾能够在初期便被发现,既有利于患者治疗,也利于医保控费。

其二是为AI企业带来更多标准化的数据,推动“AI+MRI”全流程的应用。正如上海长征医院影像医学与核医学科主任刘士远教授所言:“目前,针对于磁共振影像的人工智能研究和技术,大多数局限在扫描流程的优化和图像后处理的辅助诊断,而在我们的期望中,AI不仅能运用于数据采集、重建、后处理成像,更能够运用于临床端的检查、诊断和结构化报告等下游全周期应用,实现全面的智能化,让MRI更好地服务于临床。”

通过解决这两个问题,“智简”AI平台在一定程度上增加了MR的服务供应量、使用效率以及运营成本,使得这项设备能够更多被更多医疗机构所认可。

对于疫后MR的市场前景,德勤生命科学与医疗行业管理咨询主管合伙人俞超表示:“从存量市场来看,设备有自身的生命周期。随着新一代MR设备的核心优势更加明显,成像速度更快、质量更好,对运营质量的提升效果显著。从增量市场来讲,随着底层市场逐渐的扩容,越来越多的基层医院会升级设备配置,加之第三方影像中心等新兴业态的兴起、影像设备在重大疾病早期发现中的重要作用,我们与发达市场的差距正逐渐缩小, 综合来看,MR市场前景十分乐观。”

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德勤生命科学与医疗行业管理咨询主管合伙人俞超(左)

与GE医疗中国磁共振产品部产品市场总监陈思(右)在分会场参与

不止于智简AI

此次疫情对中国医疗卫生服务体系的响应、服务能力来讲,都是一次大考,不仅让我们更清楚地看到加强医疗基础设施建设、促进优质医疗资源下沉和分级诊疗的急迫性,更意识到数字技术、远程医疗的加速发展也迫在眉睫。

据悉,GE医疗中国正着力构建以Edison(爱迪生)数字医疗智能平台为基础的数字医疗战略,聚焦资产运营管理、病患临床产出、医院能力建设三大领域。而AI正是实现这三大产出的重要技术之一。

当前GE医疗已在设备上端拥有多款搭载AI技术的产品。除了此次推出的磁共振智简AI技术,之前的“深度天眼CT”应用AI实现患者的摆位,避免医护人员的近距离接触造成的交叉感染,LOGIQ E20、Venue等超声设备,可以自动勾勒、识别病灶。

“软件端,我们也在打造基于Edison平台的开放生态系统,既有我们自己研发的技术平台,比如前面不久刚刚发布的新冠肺炎CT影像智能分析平台技术LK 2.0智赢新冠,我们也和多个国内专注于AI的企业合作,在各大疾病领域加速数字医疗应用在客户端的落地。”赵霞表示。

种种举措都显示出GE医疗做好影像“源头”的决心,而图像源头的数据质量对于AI产品的标准化十分重要。数年来,很多企业踩着标准化不一的数据做出了难以应用于实际的AI,而如今,GE医疗正为尝试加固这一“基底”。那么,如果GE医疗能够给予AI影像研究人员更多、更高质量的标准化数据,或许,我们能从影像源头数据之中发掘更多价值,重新定义影像学的价值……