來(lái)自Facebook人工智能研究小組(FAIR)與紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究者合作推出fastMRI項(xiàng)目，該項(xiàng)目運(yùn)用人工智能(AI)將MRI掃描速度提高十倍，若合作研究獲得成功，醫(yī)生可節(jié)約時(shí)間接待更多患者。(自Facebook)

MRI掃描圖像包含的軟組織如器官和血管等細(xì)節(jié)較其他影像學(xué)檢查多，但圖像生成較慢，通常需要15分鐘到1小時(shí)，較X線和CT掃描不到1分鐘要長(zhǎng)得多。長(zhǎng)時(shí)間掃描對(duì)幼兒及幽閉恐懼癥者及不能平躺的患者來(lái)講非常痛苦。許多較貧困地區(qū)MRI相對(duì)缺乏，已有設(shè)備不足以負(fù)擔(dān)大量檢測(cè)，提高M(jìn)RI掃描速度有望使更多患者能使用這些設(shè)備。加速的MRI對(duì)不能長(zhǎng)時(shí)間屏氣的患者也是福音，MRI替代X線和CT掃描還可減少這些掃描帶來(lái)的電離輻射。

目前的MRI掃描通過(guò)一系列連續(xù)視圖中收集的原始數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為內(nèi)部身體結(jié)構(gòu)橫截面圖像，用于評(píng)估患者的健康狀況。要收集的數(shù)據(jù)集越大，掃描所需時(shí)間越長(zhǎng)。使用AI可捕獲更少的數(shù)據(jù)因此可更快地掃描，保留甚至增強(qiáng)MRI圖像的信息內(nèi)容，訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以識(shí)別圖像的底層結(jié)構(gòu)，填充加速掃描中省略的視圖。

早先研究表明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可像我們大腦一樣，基于收到的不完整圖片如被遮擋的物體，基于少量數(shù)據(jù)生成高質(zhì)量的完整圖像。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要能通過(guò)部分信息重建圖像，必須能有效彌合掃描數(shù)據(jù)中的間隙，且不犧牲準(zhǔn)確性，一些缺失或錯(cuò)誤建模的像素可能導(dǎo)致漏診或誤診，而捕獲圖像中先前無(wú)法訪問(wèn)的信息可有望挽救更多生命。

紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院高級(jí)成像創(chuàng)新和研究中心研究者一直致力于實(shí)現(xiàn)更快的MRI掃描，初步研究表明，掃描時(shí)間可減少一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更多，不過(guò)要實(shí)現(xiàn)這一獲益，需要大量的AI資源。Facebook人工智能研究小組專注于推動(dòng)人工智能的開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)研究，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院高級(jí)成像創(chuàng)新和研究中心的圖像重建項(xiàng)目為FAIR提供了深度學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)特別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，利用醫(yī)學(xué)院影像學(xué)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)大規(guī)模模型的能力。

該項(xiàng)目中成像數(shù)據(jù)來(lái)自紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院10000個(gè)臨床病例，包括約300萬(wàn)個(gè)膝關(guān)節(jié)、大腦和肝臟的磁共振圖像。所有數(shù)據(jù)均剝離了患者姓名及其他受保護(hù)的健康信息，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及個(gè)人數(shù)據(jù)保護(hù)協(xié)議，不泄露患者Facebook信息，并由紐約大學(xué)頂級(jí)信息技術(shù)團(tuán)隊(duì)提供支持。

雙方開(kāi)展合作使MRI更快捷更安全，并有意吸引更多研究團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上開(kāi)拓發(fā)展。隨著項(xiàng)目進(jìn)展，F(xiàn)acebook將分享研究相關(guān)的AI模型及相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院將開(kāi)放源圖像數(shù)據(jù)集，以確保該工作的可重復(fù)性，加速在臨床實(shí)踐中推行該方法。

雖然研究者從MRI著手，但長(zhǎng)期來(lái)看，這種策略還會(huì)擴(kuò)展到其他影像學(xué)檢查，如AI帶來(lái)的改進(jìn)有望改變CT掃描，先進(jìn)的圖像重建可實(shí)現(xiàn)適合特定人群如兒科的超低劑量CT掃描，這種改進(jìn)不僅有助于改變醫(yī)學(xué)成像的體驗(yàn)感和有效性，還有助于均衡醫(yī)療資源的可及性。

(編譯 王恒源)