人工智能在骨肌系统影像领域的应用

2018-12-16 袁慧书 中华医学信息导报

近年来,人工智能(AI) 在云计算、大数据以及深度学习等技术发展的支持下,逐渐成为各大领域的研究热点,各种AI相关产品层出不穷。在医疗相关领域,AI在医学影像、药物研发、健康管理、疾病风险预测等多个方面的应用都在不断探索中,尤其在医学影像领域。

近年来,人工智能(AI) 在云计算、大数据以及深度学习等技术发展的支持下,逐渐成为各大领域的研究热点,各种AI相关产品层出不穷。在医疗相关领域,AI在医学影像、药物研发、健康管理、疾病风险预测等多个方面的应用都在不断探索中,尤其在医学影像领域。AI对医疗影像的作用主要在于高效、精准地辅助医师诊疗,提高医师工作效率,降低医疗成本,弥补资源供需缺口,同时进行疾病风险预测和预警。目前,人工智能学习能力的提升和医疗大数据的发展, 为实现人工智能对医学多模态影像的分析提供了新的契机。

一、人工智能在骨肌影像领域应用概况

目前人工智能在骨肌系统影像学中的应用研究屈指可数。根据国内外各大杂志刊发文章及相关新闻报道统计, 目前人工智能在骨肌影像领域主要涉及的研究内容及成果有:

①基于深度学习技术,通过综合分析患者相关临床资料预测老年人或绝经后女性骨质疏松发生风险。

②2018年初BerkNorman等人在Radiology发表文章称,使用2DU-net卷积神经网络对膝关节MR图像进行关节软骨及半月板的自动分割,可达到与人工手动分割一致的准确性,并且平均在5 s内即可完成检测。同年,LiuFang 等基于分割和分类的卷积神经网络训练了一种全自动的深度学习网络系统,对评估膝关节软骨病变具有较高的诊断性能和良好的观察者一致性,可用于检测软骨退变和急性软骨损伤。

③ 近年来,相继有多家杂志刊发文章称经过深度学习的人工智能, 可在C臂机拍摄的X光片上自动识别腰椎椎体;在CT图像中准确识别出腰椎滑脱的分级,用于腰椎手术的术式判断;在MR 图上对椎体进行自动定位和标注,特异性和准确性分别达到99.1%~99.8%和98.8%~99.8%; 为颈椎病患者的脊髓病变区域提供定位等等。

④基于深度学习技术对儿童手部X线片进行检测以评估骨龄的相关AI产品在国内外都有研发,根据报道各产品模型评估骨龄的整体表现近似甚至优于放射科医师,且检测速度可以秒级完成。更有部分产品可以根据父母身高、儿童身高体重等数据自动生成包括骨龄评价、身高评价、身高预测、发育评价指数在内的“成长发育报告”。

⑤2018 年5 月, 美国食品和药物监督管理局(FDA)批准一种名为OsteoDetect的新型人工智能工具,该软件适用于成人手腕并可识别桡骨远端骨折,使用AI 算法来帮助医师以比传统诊断技术更快的速度识别骨折(如果存在)并自动将其标记在图像上,帮助医师快速发现并诊断。研究表明OsteoDetect改善了腕骨骨折的检测和诊断。

二、人工智能在骨肌影像领域的未来展望

随着以精准医疗、个性化诊断和靶向治疗为核心的医疗模式逐渐形成,影像医学必须在这样的变革中找到自己的位置,必须要有适应这种变革的新型影像诊断技术和模式来替代旧有技术和习以为常的形态学诊断模式。

目前,国内医疗影像质控缺乏完整统一的标准和切实可行的手段,医疗影像标准化、结构化数据严重不足,因而使得影像数据标注尤为困难。如何使病灶分割更加可观、提取特征更加稳定,识别病灶准确率进一步提高等等问题都需要探讨和研究。目前研究内容多是对于简单病灶或征象的识别,是否能达到“辅助”水平、如何对复杂疾病进行综合分析和诊断仍是我们要进一步研究的重点。

骨肌系统疾病种类多、患者数量大,影像学检查对于骨肌系统疾病的诊断具有不可忽视的作用。在临床上,超过70%的诊断都依赖于医疗影像,因而,人工智能在骨肌影像领域的发展前景十分可观,但人工智能实现影像诊断的道路尚远,还需要不断探索和突破。

作者:袁慧书



版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言

相关资讯

迎接麻醉学的人工智能时代

人工智能是当下中国科技创新领域最炙手可热的话题,也是最具想象力和最具膨胀性的标题。可以说,人工智能已悄悄地潜入每个人的学习、工作和生活中,并且不断地渗透,逐步影响着人们的传统习惯;同样,也潜移默化地影响着麻醉学的发展。最为大家津津乐道的人工智能要数游戏领域的围棋机器人、生活领域的自动驾驶,以及学习领域的自动翻译。

英国2019年将开设5家人工智能医疗技术中心

据英国《每日邮报》11月6日报道,2019年,英国政府将开设五处人工智能医疗技术中心,以此加速疾病诊断,并解放英国国家医疗服务体系(NHS)的员工。2019年,英国政府将投资5000万英镑(约合人民币4.5亿元)资助利兹、牛津、考文垂、格拉斯哥和伦敦五处医疗技术中心使用人工智能软件,这一技术将使疾病检查数字化,同时使患者获得个性化治疗,节省医生的诊断时间。商业、能源和工业战略部长格雷格?克拉克称,

一个院长的亲身体会:人工智能推进肿瘤防治健康前行

自从计算机能够在1千万张图片里自己琢磨出来“什么是猫”以后,人工智能就开始不停琢磨“什么是医学”。

围棋后人工智能再胜人类,这次是预测“难缠”的蛋白质结构

2017年5月,AlphaGo在中国乌镇围棋峰会上以3:0战胜排名世界第一的围棋冠军柯洁后,光荣退役。彼时,AlphaGo的设计团队、来自谷歌旗下的人工智能企业DeepMind表示,AlphaGo将不会再参加其他比赛,但是会Alpha会在其他新领域不断探索并有所开拓。2018年,DeepMind带着Alpha家族的新成员AlphaFold来挑战新领域:通过基因序列预测蛋白质三维结构。12月2日

盘点:你想知道的(人工智能)AI实战汇总在这里!!!

【盘点】你想知道的(人工智能)AI实战汇总在这里!!!

Circulation:心血管疾病治疗 请拥抱人工智能!

人工智能技术不断发展,正在加速向医疗领域渗透融合。2018年11月,发表在《Circulation》的一篇综述,概述了人工智能平台如何改善心血管疾病患者的医疗服务。