人工智能在现代医学影像中的应用

在现代医学领域,人工智能(AI)扮演着越来越重要的角色。它使能够深入地可视化和检查人体内部结构,以极高的细节展现体内的结构。随着技术的发展,医疗设备在成本、精度和安全性方面不断进步,以改善最终用户的医疗体验。

近年来,人工智能领域取得了巨大的进步,特别是在机器学习深度学习算法的帮助下,为多个行业解决了无数复杂的难题。其中,医疗保健领域在研究和开发方面持续获得动力。

人工智能在医疗保健领域蓬勃发展的原因有很多,其中包括:

  • 医疗设备产生的数据量巨大——在数据产生速度超过消费速度的时代,仅靠人类处理如此庞大的数据量会导致医生过度劳累。
  • 提供高精度和准确性——人工智能可以提高效率,减少人为错误,并在最少的人工操作下实现目标。
  • 极具成本效益——与全球范围内聘请医生来筛查患者的健康状况相比,开发和维护人工智能解决方案的成本更低。

人工智能在医学影像流程中的应用

让深入了解医学影像流程中的每个环节,以更好地理解整个过程。首先,使用先进的成像技术生成图像数据的成像工具。

诊断成像工具有助于缩小伤害或疾病的原因,并确保诊断的准确性。这些技术包括X射线、计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)。这些成像工具让医生能够“看到”身体内部,得到骨骼、器官、肌肉、肌腱、神经和软骨的“图片”,以便医生能够确定是否存在任何异常。

成像工具大致分为两类:二维(2D)和三维(3D)成像工具。

2D成像是一种从单一角度拍摄图片的技术。例如:X射线、超声波扫描和显微镜检查。

3D成像是一种从不同角度拍摄图片以创建一系列图像的技术。例如:计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)。

以下是三种最常用的成像工具:X射线、计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI),它们在下面的表格中进行了区分。

放射科医生是图像的主要阅读者。他们分析图像并根据观察结果撰写简短的注释,这些注释可以被没有医学知识的普通人理解。放射科医生创建了一种名为DICOM的特定文件格式,将所有数据整合在一起,然后将数据移动到名为PACS的存储单元中,使用特定的文件格式。

PACS系统是一种医学影像技术,提供经济的存储、检索、管理、分发和展示医学影像。通过PACS系统,电子图像和报告可以数字化传输。这消除了手动归档、检索或运输胶片夹的需求。它允许医疗机构(如医院)捕获、存储、查看和共享所有类型的图像,无论是内部还是外部。

类似于系统文件夹中的pdf和doc文件,PACS以DICOM或NIfTI格式存储文件。数字成像和通信医学(DICOM)是沟通和管理医学影像信息及相关数据的标准。DICOM文件包含患者信息以及图像信息和模态。

流程中的最后一步是诊断临床医生,他们从存储系统中获取放射科医生提供的报告以及其他参数,如患者当前的状况/症状、其他实验室结果和之前的医疗知识,以提供诊断。

使用的不同的机器学习技术

分类是一种将数据归类到给定数量类别的技术。这里的分类问题的主要目标是识别图像中是否存在疾病或异常。

用例:从肺部X射线中识别肺炎的存在。

分割在图像处理中用于医疗行业,以实现更有效和更快的诊断,通过识别包含结构的特定像素来检测疾病。

用例:识别肿瘤并计算异常的大小。

定位用于缩小可能包含异常的图像区域。

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