在今年的RSNA年會上，人工智能的話題再次貫穿各場會議，并在展廳中展出。對成像模式的需求將繼續(xù)推動人工智能在醫(yī)學(xué)影像市場的應(yīng)用，以支持更早、更準確的診斷。
數(shù)字化是產(chǎn)品開發(fā)方式的重大變革。工業(yè) 4.0 是第四次工業(yè)革命，旨在改進第三次計算機化工業(yè)革命帶來的發(fā)展。這就需要開發(fā)能獲取更多數(shù)據(jù)的智能設(shè)備，通過實時決策提高效率和生產(chǎn)力。
根據(jù)全球醫(yī)療市場研究公司 Maximize Market Research 的數(shù)據(jù)，醫(yī)療成像領(lǐng)域的人工智能市場規(guī)模正在經(jīng)歷驚人的增長，預(yù)計將從 2022 年的 11.2 億美元增至 2029 年的 275.2 億美元。雖然更多的轉(zhuǎn)型變革即將到來，但人工智能目前正在以下領(lǐng)域產(chǎn)生明顯的影響。
1、患者定位
基于人工智能的工具具有不同程度的自動化和智能化，正在增強包括患者定位在內(nèi)的醫(yī)學(xué)影像工作流程。在 RSNA 2023 大會上，放射技師可以使用人工智能驅(qū)動的系統(tǒng)來幫助更快、更精確地定位患者，并使整個過程保持一致，所有這些都有助于提高圖像質(zhì)量，減少重復(fù)拍攝。事實上，早在2016年，西門子醫(yī)療就對3D攝像頭進行了研究。
三維相機（箭頭）放置在 CT 檢查床的上方（A）。使用三維深度相機獲得的患者三維表面圖像（B）。
在圖像采集過程中，定位是一個非常耗時的步驟。即使是最熟練的放射技師也可能無法準確定位。而如果不能準確定位，可能會導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降或者患者輻射劑量的增加。在將患者準確定位后，在放射技師返回控制臺的時間內(nèi)，患者位置可能會出現(xiàn)移動。有時，位置的細微變化并沒有被注意到，結(jié)果需要重新拍攝，這就給圖像采集過程增加了更多時間。
如今，傳感器、攝像頭和人工智能軟件都能協(xié)同工作，針對每個患者和檢查自動調(diào)整設(shè)備，并在患者移動時提醒放射技師，以便采取糾正措施。這些智能功能使放射技師能夠在成像前糾正定位錯誤。
歐放上發(fā)表的一項研究發(fā)現(xiàn)，用于人體輪廓檢測的三維照相機可對患者進行精確定位，因此優(yōu)于放射技師的手動定位，從而大大降低了與理想檢查床高度的偏差。
一項針對兒科患者的研究發(fā)現(xiàn)，與放射技師的手動定位相比，用于人體輪廓檢測的三維相機可實現(xiàn)更準確的兒科患者自動定位，從而大大降低了與理想檢查床高度的總體偏差。
最近一項包括3118例患者的單中心研究發(fā)現(xiàn)，與手動定位相比，3D 攝像頭明顯提高了等中心定位精度。檢查床的絕對高度也有明顯差異。從劑量長度乘積（321.1 ± 266.6 mGy-cm；關(guān)閉攝像頭：342.0 ± 280.7 mGy-cm；P = 0.033）、有效劑量（3.3 ± 2.7 mSv；關(guān)閉攝像頭：3.5 ± 2.9；P = 0.053）和 CT 劑量指數(shù)（6.4 ± 4.3 mGy；關(guān)閉攝像頭：6.8 ± 4.6 mGy；P = 0.011）來看，使用 3D攝像頭的輻射量有所減少。使用3D 攝像頭對結(jié)腸和紅骨髓等輻射敏感器官的照射也較低。
3D攝像頭打開和關(guān)閉時患者等中心偏差（以毫米為單位）與患者輻射量（CTDIvol，以mGy為單位）之間的關(guān)系。
因此，作者認為，3D 攝像頭的引入改善了患者在掃描儀等中心的定位，從而降低了患者的劑量，同時也更好地平衡了劑量的減少。
在今年RSNA年會上，西門子展示了最新一代的雙源CT SOMATOM Pro.Pulse。智能化輔助工具myExam Companion可以優(yōu)化和簡化CT掃描的操作流程，并提高圖像質(zhì)量。這項技術(shù)利用人工智能和機器學(xué)習(xí)算法，根據(jù)患者的個體解剖結(jié)構(gòu)、臨床任務(wù)和操作者的首選項，為CT掃描提供智能化的個性化設(shè)置。同時，F(xiàn)AST 3D攝像頭自動執(zhí)行精確且一致的患者定位。這兩個功能都有助于減少臨床醫(yī)生花在日常任務(wù)流程上的時間。
2、圖像質(zhì)量
人工智能和其他算法也在不斷提高圖像質(zhì)量，這反過來又有助于加強診斷和改進治療計劃。人工智能的一個顯著成果是先進的可視化技術(shù)，也稱為輔助視圖（companion views），即針對特定的解釋任務(wù)對圖像進行處理。算法使用復(fù)雜的圖像分析、多頻增強（multifrequency enhancements）和灰度轉(zhuǎn)換（grayscale transformations）來突出感興趣的特征，如邊緣和精細紋理。高級可視化的應(yīng)用實例包括幫助定位導(dǎo)管和導(dǎo)管尖端，或增強氣胸或塌陷肺的外觀，幫助醫(yī)生更清晰地看到感興趣的區(qū)域。
新一代人工智能工具在檢測胸片上的氣腔疾病、氣胸和胸腔積液方面顯示出中等到較高的靈敏度。但會產(chǎn)生更多的假陽性結(jié)果，而且在目標(biāo)結(jié)果較小和出現(xiàn)多個結(jié)果時，性能會下降。
源于人工智能的另一項圖像處理技術(shù)進步有助于平衡圖像中的噪聲和劑量。這兩個因素相互交織：圖像越銳化，噪聲就越多，這不是一個好結(jié)果。傳統(tǒng)解決這一矛盾的方法是使用迭代重建，大部分情況下，迭代重建都可以得到更好的結(jié)果，但是重建速度慢是限制其應(yīng)用的一個主要原因。在 RSNA 上，與會者將看到既能減少圖像噪聲，又能保留精細空間細節(jié)的人工智能技術(shù)。圖像明顯更清晰，在各種曝光下都能獲得更好的對比噪聲比。這一技術(shù)突破尤其有利于骨肌成像所需的高對比度細節(jié)。在新生兒和兒科成像中，以盡可能低的劑量進行成像至關(guān)重要，而降低輻射劑量而不影響圖像質(zhì)量的能力也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。
Deep Resolve 是一項由人工智能驅(qū)動的圖像重建技術(shù)，它利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢加快磁共振掃描的速度，例如腦成像掃描的 70%，使掃描速度比以往任何時候都快。更快的掃描速度提高了工作流程效率，同時改善了患者體驗。
3、改善患者體驗
人工智能在患者定位方面的進步還將帶來另一個重要成果：改善患者體驗。接受醫(yī)學(xué)影像檢查的患者通常會感到擔(dān)憂、疼痛或兩者兼而有之。放射技師在設(shè)備定位上花費的時間減少后，就可以多花一些時間來安撫患者。此外，更快的工作流程還能讓患者更有信心，相信自己是在一位稱職的放射技師的照料下接受檢查。
在 CT 血管造影術(shù)（CTA）中廣泛使用的碘造影劑可能會對人體造成不良影響，而且使用這種造影劑既費時又費錢。近日，來自中國人民解放軍總醫(yī)院的學(xué)者在Radiology上發(fā)表文章，介紹了一種用于合成類似 CTA 圖像的無造影劑深度學(xué)習(xí)成像模型，并評估了合成 CTA（Syn-CTA）圖像的定量和定性圖像質(zhì)量以及診斷準確性。研究發(fā)現(xiàn)，與真實的 CTA 圖像相比，基于 GAN 的模型能在不使用造影劑的情況下合成類似于頸部和腹部 CTA 的圖像，在血管診斷方面大有可為。此類研究表明人工智能在改善患者體驗方面具有巨大的潛力。
與真實的 CTA 圖像相比，基于 GAN 的模型能在不使用造影劑的情況下合成類似于頸部和腹部 CTA 的圖像。
人類體驗的另一面是放射技師。RSNA 上展出的系統(tǒng)和技術(shù)將展示基于人工智能的工具如何讓他們更有信心地捕捉最佳圖像并推進患者護理。在醫(yī)學(xué)成像過程中使用人工智能還能讓放射技師騰出手來，專注于他們職業(yè)中更有意義的部分：與患者互動。
在經(jīng)濟影響、生產(chǎn)力、創(chuàng)新和對生活質(zhì)量的整體影響方面，醫(yī)療保健以外行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者經(jīng)常將人工智能描繪成與工業(yè)革命一樣重要。在醫(yī)療保健領(lǐng)域，人工智能有可能改善診斷和治療流程。在醫(yī)學(xué)影像提供商繼續(xù)展望未來的同時，RSNA 參會者也可以接受現(xiàn)有的人工智能放射學(xué)解決方案，這些解決方案有助于改善臨床效果，提高患者和放射技師的體驗。
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