深度學(xué)習(xí)AI可掃描心臟血流 從而優(yōu)化診斷工作流

英國(guó)《自然·機(jī)器智能》雜志13日發(fā)表的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)與人工智能(AI)研究中，瑞士科學(xué)家介紹了一種人工智能系統(tǒng)可以幾秒之內(nèi)掃描心血管血流。這個(gè)深度學(xué)習(xí)模型有望讓臨床醫(yī)師在患者接受核磁共振掃描的同時(shí)，實(shí)時(shí)觀(guān)察血流變化，從而優(yōu)化診斷工作流。

四維(4D)核磁共振掃描可以用來(lái)重建心血管血流隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的特征，對(duì)于心血管疾病的診斷具有重要意義。然而，這些掃描通常需要20分鐘的處理時(shí)間，意味著掃描過(guò)程中，無(wú)法對(duì)做成像進(jìn)一步評(píng)估。加速這類(lèi)掃描，就能在患者接受掃描的同時(shí)完成實(shí)時(shí)評(píng)估，不僅能節(jié)省臨床醫(yī)師的時(shí)間，還能減少患者的不適。

此次，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員瓦雷里·韋詩(shī)耐韋斯基及其同事，開(kāi)發(fā)出了一種深度學(xué)習(xí)人工智能模型，可以在幾秒之內(nèi)對(duì)經(jīng)過(guò)心臟的血流進(jìn)行四維重建。研究團(tuán)隊(duì)用11個(gè)掃描案例訓(xùn)練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以準(zhǔn)確重建正常患者和血流異常患者的主動(dòng)脈血流，且準(zhǔn)確度與傳統(tǒng)方法一致。

目前，這個(gè)人工智能系統(tǒng)還能在20秒左右的時(shí)間里重建一次掃描，比目前尖端的傳統(tǒng)方法快30倍，比之前的深度學(xué)習(xí)方法快4.2倍。

深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，是機(jī)器學(xué)習(xí)中一種基于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表征學(xué)習(xí)的方法，也被稱(chēng)為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上提出的，試圖通過(guò)模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理、記憶信息的方式來(lái)進(jìn)行信息處理。現(xiàn)在，深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越多地用于生物數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化。深度學(xué)習(xí)模型的一個(gè)挑戰(zhàn)是它們的“黑箱”性質(zhì)，也就是說(shuō)無(wú)法輕易鑒定一個(gè)模型執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)時(shí)的過(guò)程。科學(xué)家們認(rèn)為，除利用深度學(xué)習(xí)幫助人類(lèi)推進(jìn)醫(yī)療事業(yè)，還可調(diào)查深度學(xué)習(xí)模型如何識(shí)別和處理所分析的數(shù)據(jù)的能力，幫助研究者更好地理解這些數(shù)據(jù)背后的生物學(xué)。(記者張夢(mèng)然)