AI 可使 MRI 扫描速度提高 10 倍

AI 可使 MRI 扫描速度提高 10 倍

做核磁共振检查意味着要待在一个嘈杂、幽闭恐怖的管子里。对很多人来说,这并不好玩。对其他人来说——比如孩子或病情非常严重的人——情况就更糟了。因此,为了让这些诊断工具运行得更快,研究人员正在探索一种新策略:使用人工智能获取 MRI 机器生成的原始数据并创建可读图像。

纽约大学医学院放射科教授丹尼尔·索迪克森 (Daniel Sodickson) 解释说,MRI 扫描速度慢的原因是,它们需要捕获所有必要的数据,以便生成供放射科医生解读的清晰图像。膝盖扫描大约需要 15 到 20 分钟;大脑扫描需要 30 分钟;心脏成像则需要一小时。但如果您可以让机器运行得更快,同时仍能获得可用的图像,情况会怎样?

索迪克森说,使用人工智能“可能可以捕获更少的数据,从而更快地成像,同时仍然保留甚至增强磁共振图像的所有丰富信息内容”。

他们会这样做:他们会更快地进行 MRI 扫描,从而减少收集的原始数据。但他们不会以传统方式(涉及经过验证的非 AI 数学过程)解释原始数据,而是训练人工智能进行数据到图像的转换。如果研究人员试图以传统方式解释快速 MRI 数据,结果会很糟糕,因为首先就没有足够的数据。有了 AI,他们会做得更好。

目前的目标是能够将 MRI 扫描速度提高 10 倍,并获得具有所需精度的图像。纽约大学的研究人员自 2016 年以来一直在研究这个想法,现在他们宣布与 Facebook 的 AI 研究部门 FAIR 合作,以推动这一想法的发展。

更快的 MRI 扫描将是一件好事——患者在机器上花费的时间更少,影像中心和医院每天可以进行更多检查。这项研究表明的另一个好处是,如果 MRI 扫描速度足够快,医生可以安排一次扫描,而不是传统的 X 光或 CT 检查——这样患者就可以免受辐射剂量的影响,因为磁共振成像不像其他扫描那样使用辐射来完成工作。

这是通过以比平常更快的速度运行 MRI 机器并以传统方式解释原始数据(未使用 AI)生成的低质量膝盖图像。纽约大学医学院 / Facebook

该项目代表了将人工智能融入医学的一种有趣方法。人工智能经常用于分析图像中的内容;在日常生活中,这些图像可能是上传到 Yelp 的意大利面或热狗图片。或者,在 X 光片等医学图像的情况下,研究已经探索使用人工智能分析 X 光片中的结核病或 MRI 中的膝盖。在 Alphabet 的 DeepMind 与英国 Moorfields 眼科医院的合作中,人工智能将分析患者眼底的三维扫描,甚至提出治疗建议。

但在这种情况下,策略是不同的:人工智能首先帮助创建图像。

膝盖的 MRI 图像应该是这样的——这是使用传统的非 AI 方法从以正常速度运行的 MRI 生成的。纽约大学 / Facebook 项目旨在创建这种质量的图像,但由 AI 使用较少的数据创建。纽约大学医学院 / Facebook

“人工智能能够学习人类大脑无法立即理解的转换,”Sodickson 表示,他指的是将原始数据转换为放射科医生随后读取的图像的过程。“早期迹象非常积极,表明人工智能可以很好地完成这项工作。”

当然,用比平常更少的数据来创建图像听起来很危险——如果人工智能以一种方式解读这些数据,生成了一张好看的图片,但却错过了一些关键的东西怎么办?韧带上的一个小裂口,还是一个小肿瘤?索迪克森说,这是他们关注的最大问题。“我们需要确保我们所呈现的是事实,”他说。“我们有很多方法可以尝试测试这一点。”

尽管人工智能在利用较少数据生成图像方面已经做得比以前的方法更好,但人工智能还不能从快速扫描中生成与较慢的常规扫描一样好的图像。“它们比我们以前能得到的任何图像都要好,只是还没有完全[扫描]那么好,”他说。

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