快4倍!Facebook&纽约大学用AI加速核磁共振成像
近日,Facebook AI和NYU Langone Health提出了一种使用AI来加速MRI扫描过程的新方法:FastMRI。
与大多数尝试使用AI自动查看图像以检测异常的AI医学成像项目不同,fastMRI旨在使用AI以需要更少数据的新方式创建图像。它可以显著改善患者体验,扩大MRI的使用范围,并有可能启用MRI的新用例。
遇到脚踝受伤、膝盖半月板损伤、骨关节等问题,医生通常会给患者开MRI检验单。
MRI检查几乎适用于全身各个系统的各种疾病,如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查,尤其适合观察软组织,对于头部、胸部、腹部、脊柱等部位的病变可提供较高参考价值的图像信息。与CT/PET相比,它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。能够敏感地检出组织成份中水含量的变化,因而常比CT更有效和更早地发现病变。
但是做过的人都知道,从预约检测到结果出来再让医生进行诊断,这个时间周期并不算短,其中,很大一部分时间耗费在预约等待上。
“磁共振成像(MRI)永远都是在排队的,他们一天24小时不停地做,还满足不了患者的需求”。
早、中期MRI设备扫描时间较长,进行一个部位的检查,通常要半个小时以上,甚至需要1-2个小时,让病人难以耐受;现在一般情况下医院的核磁共振大概在十五分钟到二十分钟左右;如果机器先进的话,十分钟左右。
但是,即使现在缩短到10几分钟,也无法满足病患的要求,并且个别人进入扫描室可产生幽闭恐惧症(claustrophobia),自诉一种难以名状的恐惧感,不能配合检查,常导致检查失败,儿童群体尤为明显。
在这项首创的临床研究中,计算机科学家和放射学家团队证明,AI可以使用传统上完整MRI所需原始数据的约四分之一来生成同样准确而详细的MRI。由于需要的数据较少,因此MRI扫描的运行速度几乎快4倍。
AI生成的MRI图像与标准MRI同样可靠?
该研究旨在显示AI生成的图像将像传统图像一样可靠地进行相同的诊断,并满足放射科医生的需求。在这项研究中,6位肌肉骨骼放射科医生对108例受过纽约大学Langone Health评估的患者进行了MRI检查。
每个患者病例生成两套MRI:一组使用标准成像技术,另一组使用fastMRI AI模型。放射科医生没有告知评估扫描的图像,这些图像是使用AI创建的,并且为限制召回偏见的可能性,对标准图像和AI加速图像的评估间隔至少一个月。
放射科医生系统地评估了图像的病理状况,例如半月板撕裂,韧带异常和软骨缺损,并在结构化报告中指出了这些。还要求审阅者对图像质量进行评级,并说他们是否认为该图像是使用AI创建的。放射科医生对每例病例检查了AI加速和传统MRI后,将结果进行比较,以查看他们的诊断是否存在差异。
放射科医生发现相同的异常现象并做出相同的诊断,无论他们是检查标准还是AI生成的MRI。此外,所有放射科医生都认为AI加速图像的整体质量要比传统图像好。
“我们对这些结果感到非常鼓舞,这项研究是迈向AI加速MRI扫描临床接受和利用的重要一步,因为它首次证明AI产生的图像在外观上与标准的临床MRI检查基本没有区别,并且在诊断准确性方面可以互换。” 放射学系研究副主席兼高级影像创新与研究中心主任Daniel K. Sodickson博士说。
“我们还鼓励其他人使用fastMRI数据和开源代码来建立我们的发现。我们将共同努力,继续超越医学成像的界限,使用AI不仅可以复制人类执行的任务,而且还可以产生全新的功能(例如超快MRI)来增强患者的护理。”
FastMRI的后续进展
下一步,NYU Langone Health和Facebook AI研究人员希望证明fastMRI可与其他重要器官(例如大脑)协同工作。
作为一个开源项目,fastMRI已经发布了其数据,模型和代码,以便其他研究人员以及商业MRI系统的制造商可以在他们的工作基础上继续发展并提出新的想法。fastMRI团队希望这种开放的方法将加快临床实施的进度。
数据集:https://fastmri.med.nyu.edu/
参考链接:
https://ai.facebook.com/blog/fastmri-breakthrough-shows-ai-accelerated-mris-interchangeable-with-slow-traditional-mris