物理科技生物学-PHYICA

基于核磁共振成像的人工智能技术的发展

医学研究 2022-05-09 21:51:38

培训和测试流程示意图

信用:韩国科学技术研究所 经颅聚焦超声可用于治疗退行性运动障碍、顽固性疼痛和精神障碍,方法是在不打开颅骨的情况下将超声能量输送到大脑的特定区域

这种治疗必须通过基于图像的技术来进行,该技术能够定位脑部病变

医生通常使用计算机断层扫描来获得患者颅骨的信息,这些信息仅用磁共振成像很难识别,并且通过颅骨将超声波精确聚焦在病灶上

然而,人们一直担心CT扫描的安全性,在此期间辐射暴露是不可避免的,尤其是在儿科和孕妇患者中

博士;医生

韩国科学技术研究所仿生学研究中心(KIST,Seok-Jin Yoon总裁)的Hyungmin团队开发了一种基于MRI图像生成CT图像的人工智能技术,并进行了模拟实验

结果表明,经颅聚焦超声程序可以与磁共振成像单独进行

已经努力从磁共振成像图像中获得颅骨信息,但是需要用于磁共振成像的特殊线圈或在医疗领域不广泛可用的成像协议

作为一种替代方案,获取基于人工智能的CT图像的兴趣在全球范围内一直很高,但其临床疗效尚未得到证实

KIST研究团队证明了人工智能获得的CT图像具有临床实用性

KIST研究团队开发了一个三维条件对抗生成网络,从T1加权磁共振图像中学习非线性CT变换过程,这是医学领域最常用的类型之一

该团队设计了一个损失函数,使CT图像的Hounsfield单位像素变化误差最小化,并且还根据MRI图像信号的归一化方法s,例如Z分数归一化和部分线性直方图匹配归一化,通过比较合成CT图像的质量变化来优化神经网络性能

每层下面描述了过滤器的数量

信用:韩国科学技术研究所 为了安全有效的超声治疗,必须提前了解每个患者的颅骨密度比和颅骨厚度,当这些颅骨因素通过合成CT获得时,两个因素均显示> 0

90与实际CT的相关性

没有统计学上的显著差异

此外,当进行模拟超声治疗时,超声焦距具有小于1 mm的误差,颅内峰值声压具有大约3

1%,焦体积相似度约为83%

这表明经颅聚焦超声治疗系统可以仅用磁共振成像来执行

博士;医生

KIST的Hyungmin Kim说,“患者可以接受聚焦超声治疗,而不用担心辐射暴露,由于可以省略额外的成像和对准过程,这将减少工作人员的工作量,从而减少时间和经济成本

”他还表示,“通过后续研究,确定与超声参数和换能器相关的误差,并了解人工智能CT应用于身体不同部位的可能性,我们计划继续开发该技术,使其适用于各种治疗技术。”

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