让磁共振成像速度翻倍！GE医疗用10万图像喂出超强AI

智东西（公众号：zhidxcom）
文 | 心缘

古代望闻问切，一个老中医凭经验就能看病。

这在现代根本不可能，稍微危重的，就需要多个科室来会诊，发挥群体智慧的力量。

人工智能（AI）加大数据，则相当于将群体智慧再量化，帮临床医生诊断地更快、更准确。就在此次疫情期间，AI在辅助CT影像诊疗方面，为我国筛查新冠立了不少功勋。

CT检查方便快捷又便宜，在我国基层医院得到大规模普及。然而，比CT影像更清晰、更多高质量信息、无辐射的磁共振成像，应用却相对有限。

检查速度和图像质量，是长期掣肘磁共振发展的两大瓶颈。磁共振检查（MR）预约难、排队难，检查一次，患者要排队5天。很多医院全天所有磁共振设备满负荷运转，仍然难以承受日益增长的临床需求。

不过，从中国科学院研究生院教授、国家重点基础研究发展计划（973计划）首席科学家田捷举的例子来看，AI也许能给临床诊疗带来相当大的帮助。

胃癌有没有隐性腹膜转移？人眼看影像是看不出的。要准确判断，常规做法只有开膛破肚。

而如果用AI大数据来挖掘影像高维信息，开刀前即可知道病人是否存在隐性腹膜转移，就能避免患者“白挨一刀”。

如今AI医疗影像正得到越来越多医疗专家的认可，但相比热门的CT影像，AI在磁共振成像的落地节奏却相对滞缓。模型复杂、数据匮乏、耗费时间、伪影干扰……种种挑战横亘在磁共振成像AI研究面前。

近日，百年医疗设备龙头GE医疗，提出了破解这些难题的开创性方法。

一、AI为何搞不定磁共振影像？

磁共振有多重要？它几乎适用于全身各个系统各种疾病的检查，尤其在神经、腹部、盆腔、骨肌、关节、颅脑等领域，磁共振能比其他影像技术提供更高参考价值的图像信息。

据GE医疗中国磁共振产品部总经理赵霞介绍，当前中国磁共振保有量为百万人，与发达国家相比还有一定差距，但磁共振整体增速飞快，每年基本以两位数以上在快速增长。

医院使用群体也在逐渐扩大，从早期只有三级医院使用，到现在二级医院甚至一些较大的基层医院也开始采购磁共振。

然而从技术难度来看，相比CT等影像设备，磁共振几乎站在医学影像领域的金字塔顶端。

磁共振成像的原理、结构、检查和处理过程均更为复杂，且影像信息对比多，成像维度高，技术开发投入大，AI技术的发展和应用总体相对滞后。

目前针对磁共振影像的AI技术，大多集中在两方面：一个是前期流程智能化，如自动识别解剖部位（磁共振AI 1.0时代）；另一个是图像重建后的智能分析和辅助诊断，如结构与功能成像的多模态融合（磁共振AI 2.0时代）。

但最严峻的挑战，其实是在前端成像环节。

磁共振检查中70%的时间被成像过程占据，同时一半的磁共振图像会有因身体器官的自然蠕动或者吞咽动作而产生运动伪影。

这些问题不仅带来磁共振检查速度、流通量的弊端，伪影更是让图像质量和精准度难以突破，直接影响医生诊断。

如果操作人员及时发现伪影，那么患者需要再次忍受5-10分钟的磁共振检查。每次检查，患者都要躺在像上图这样的机器中，对于有幽闭恐惧症的人来说尤其煎熬。

如果现场没有发现伪影，在后期诊断中才发现，这时病人不仅需要重新预约检查，同时也耽误了病情。这不仅浪费患者时间，而且也给医院运行成本带来更大的压力。

怎么才能去掉这些伪影，让医生拿到真正高质量的图像呢？

GE医疗经过三年研发，给出了新的答案。

二、三年研发、10万影像，破解磁共振最棘手难题

GE医疗集团是通用电气（GE）公司旗下的医疗健康业务部门，年营收达190亿美元。GE公司的历史最早可追溯到发明电灯的托马斯·爱迪生，科技与创新，从一开始就融于GE公司的血脉之中。

如今GE医疗在中国员工有7000多名，由中国1000多名工程师组成的GE医疗技术研发团队，正为中国和全世界开发先进的医疗产品。

3月28日，GE医疗针对磁共振临床痛点，开创性地在影像成像前端核心环节实现AI深度神经网络算法，推出全流程人工智能磁共振技术平台“智简AI”，开启磁共振AI 3.0时代。

核心目标有两点：一是加快检查速度，二是挖掘到人眼看不到的数据，让成像更清楚。

在GE医疗整合全球资源、历经三年研发、对超过10万例磁共振原始影像图学习后，AI算法可以在成像过程中，对每个线圈单元采集到的原始数据进行特征提取，识别处理噪声、伪影信息，第一时间剔除数据中的噪声等杂质，获得高质量的原始图像数据。

同时，图像重建优化过程中，GE医疗也基于AI算法抑制图像伪影，深度提高图像信噪比，大幅提升成像速度。

从测试效果来看，基于相同的扫描视野和参数设定，采用智简AI的磁共振设备，检查诊断的效率和质量均明显优化。

以磁共振最重要的成像部位之一——腹部常规成像为例，传统成像需6分钟，而基于智简AI技术的磁共振设备，仅3分钟便完成了检查。

▲智简AI技术将成像速度提升一倍

临床实践数据显示，20%左右的磁共振检查会由于运动伪影问题而导致扫描失败，而重复扫描会带来经济效益损失。

因此智简AI非常注重对伪影的有效识别和抑制，以增强成像的分辨率及信噪比。

在女性盆腔磁共振成像中，肠道和子宫的生理性运动蠕动，是常会遇到的难题。严重时，蠕动会导致图像质量下降，无法达到诊断效能。

（编辑：555手机网）

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