增强现实和人工智能改变了医学成像领域的局面

April 10, 2020 Linda Formichelli

医学成像, 健康技术, 人工智能, 医疗数据分析

随着现代医学有如此多的进步,很难想象在 1895 年 Wilhelm Roentgen 意外发现 X 光之前,诊断场景是多么的不同。当时的患者只能依靠体检或医生的最佳猜测来确诊是否罹患肿瘤或骨折。在发现 X 光的第一年,欧洲和美国的医生率先开始使用 X 光来定位枪击射出的子弹、骨折位置、肾结石位置和吞食物体所在的位置。到了 1900 年,X 光成为了对于临床护理起着至关重要作用的医疗手段。

如今,从 X 光到 MRI 的成像技术几乎触及到了从患者护理、诊断到治疗的方方面面。并且,人工智能 (AI) 和增强现实 (AR) 领域应用的最新健康技术正在为先进的成像技术带来前所未有的震撼体验,这种体验有可能就像最初发现 X 光那样具有颠覆意义。

增强现实强化了手术计划

Novarad 是在这场变革中冲在前线的一家公司,此公司负责提供从突破性的成像技术到边缘实时分析,再到安全数据共享的医疗解决方案。

其 OpenSight 增强现实手术系统使临床医生能够在观察患者的同时基本上看到患者身体的透视图,从而能够查看交互式 3D 成像研究结果。放射科医师、医生和外科医生可以使用 Microsoft HoloLens 增强现实护目镜与成像数据进行交互,查看患者在解剖层面显示的正确图像。

Novarad 首席执行官 Wendell A. Gibby 医学博士称,“这种成像技术的进步消除了医学方面的一些猜测工作,降低了患者罹患的风险,使手术能够更加精确。”“并且,先拍摄 3D 影像再将此影像加载到手术指导系统中的传统方法要比这种技术贵了五倍之多。”(图 1

借助增强现实进行医学成像使临床医生能够观察和查看患者身体透视图,从而能够制定更棒的手术计划、实现更好的成果。(来源: Novarad)
图 1。借助增强现实进行医学成像使临床医生能够观察和查看患者身体透视图,从而能够制定更棒的手术计划、实现更好的成果。(来源:Novarad)

在 OpenSight 中使用获得专利的虚拟工具意味着外科医生可以执行先前难以执行或不可能执行的手术。

Gibby 称,“我的一位患者因罹患背部退变性疾病而痛苦不堪。”“我们曾经想要对他进行硬膜外类固醇注射,但是由于胸椎过于紧密,找不到切入点。使用 CAT 扫描配合增强现实指导系统后,我们发现了一个可以穿透的小孔。同时还知晓了最佳切入点、角度和深度,从而在最终成功完成了手术。”

从海量医学成像存储中创建可操作数据

由于成像技术在医学诊断和治疗方面扮演着关键性的角色,因此临床医生希望在获取尽可能多的数据的基础上做出医疗决策的想法是合情合理的。不过,尽管医院有海量数据存储,但是由于医生很难以有意义的方式进行访问,因此他们经常无法充分利用这些数据。

Gibby 称,“Novarad 为进入放射科的大量数据提供了联系,并能够对这些数据进行处理以创建明白易懂的可操作数据,再将其分发给医生进行高级处理。”

尽管许多医学影像能够存储在云端,但是在激动人心的未来,使用 3D 和 4D 数字成像技术拍摄的影像则需要数据存储于边缘以便快速查看。

这就是为什么 Novarad 创建了 EdgePACS 解决方案,使用强大的硬件将人工智能功能引入到本地工作站的原因。提取看不见的肿瘤的信息、评估腹部脂肪组织增多的人群罹患糖尿病的风险,或是弄清大脑在外伤中所起的作用,以上所列都需要借助实时分析才能实现。并且,放射科医生没有时间等待云端传输。

Gibby 称,“边缘计算使我们能够在本地级别处理大量数据,英特尔® 正在助力提供计算机技术,以便实现这一目标。”

使医学成像现实易于访问且安全

尽管在临床护理生态系统中能够轻松传输患者数据既方便又省时,但是医疗组织还需要考虑 HIPAA 法规和安全问题,并需要遵守此法规、适应相关安全问题。Novarad 通过共享医学影像的安全解决方案 CryptoChart 解决了这个难题(图 2)。

CryptoChart 在二维码中嵌入了 3,000 多位的密码,使临床医生能够安全共享数据。
图 2. CryptoChart 在二维码中嵌入了 3,000 多位的密码,使临床医生能够安全共享数据。

CryptoChart 生成了一个简单的二维码,使接收人能够从其移动设备或台式机访问、查看和分享影像。“我们会接受密码、登录名和网站,并对这些信息进行识别,在确认无误后,将其嵌入到光代码中。实际而言,这就是 300 多个字符或是超过 3,000 位的加密密码,” Gibby 解释道。“它妙在如果有人想方设法想要破解它,他们只会得到一个研究结果,因为此密码与其中的每个个体都相互关联。”

过去的发现只是拉开了序幕

Wilhelm Roentgen 拍摄的首批影像之一是他妻子的手,影像中展示了她的手指和戴的戒指。Roentgen 夫人看到那张影像时,可能会说:“我看到了我死后的样子。”如今,或许她会很开心地看到,她丈夫的发现以及后来在此基础上发展起来的技术,在多大程度上改善了治疗效果和全球人们的生活。

作者简介

Linda Formichelli

Linda Formichelli has been writing about technology, health, and other complex subjects since 1997. Her byline has appeared in such publications as Wired News, Inc., Target Marketing, and WebMD, and she's written for businesses and organizations like CVS, Case Western School of Engineering, OnStar, PrecisionHawk, Teamworks, and Domtar Paper. Linda has a Master's degree from UC Berkeley in Slavic Linguistics.

Linda Formichelli 的更多内容
上个文章
IPC 升级的软件路径
IPC 升级的软件路径

制造商如何在对日常运营影响最小的情况下升级到最新的工业 PC?有三个决胜千里的软件选项。继续阅读,探究奥秘。

下个文章
LPWAN 应用于冷链物流
LPWAN 应用于冷链物流

在 2G 已成为过去的时代,运营商如何部署低成本 WLAN ?LTE Cat M1、NB-IoT 和 LoRa 等 LPWAN 标准是移动物联网使用案例的理想选择。了解原因。