臨床磁共振成像（MRI），被認(rèn)為是20世紀(jì)以來最重要的醫(yī)學(xué)發(fā)展之一。1983年，全球第一款1.5T臨床磁共振問世（注：T即“特斯拉”，為磁場(chǎng)強(qiáng)度單位），科學(xué)家們?yōu)橹駣^。為了紀(jì)念這一重要時(shí)刻，研發(fā)出該設(shè)備的GE醫(yī)療在美國研發(fā)基地埋下了時(shí)間膠囊。在膠囊中，科學(xué)家們描繪了他們對(duì)磁共振未來的美好愿景。因1.5T磁共振的共振頻率是64兆，浪漫的科學(xué)家們選擇64年后開啟時(shí)間膠囊。 

如今64年未到，磁共振已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展。首先，性能的不斷提升，隨著 0.5T、 1.0T、1.5T、3T、7T、極T 等（有部分廠家正研發(fā)5T）場(chǎng)強(qiáng)和梯度性能不斷提升的設(shè)備陸續(xù)問世，設(shè)備的信號(hào)采集能力也在不斷增強(qiáng)。其次，診斷地位的加強(qiáng)，今天的 MRI 已取代了許多傳統(tǒng)影像診斷技術(shù)，成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，且在骨關(guān)節(jié)、軟組織病變的診斷中舉足輕重。近幾年來，超高場(chǎng)磁共振在腦功能成像、頻譜成像、白質(zhì)纖維束成像、心臟檢查、冠心病診斷、腹部、盆腔等臟器的檢查技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。最后，臨床使用的不斷普及，據(jù)悉，全球每年磁共振掃描超過2億次，且有一半是在亞洲。 

這些發(fā)展很大程度得益于磁體、梯度、射頻、線圈等硬件技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，它們讓磁共振的各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)到非常高的水準(zhǔn)。然而，這距離科學(xué)家們暢想的磁共振美好遠(yuǎn)景還有一定的距離。 

據(jù)GE醫(yī)療中國磁共振產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理陳忠維博士介紹，隨著磁共振場(chǎng)強(qiáng)的不斷增加，人體的安全性也受到了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)的困擾，即便將來能完成10T乃至20T的磁共振場(chǎng)強(qiáng)設(shè)計(jì)，但難以保證人體的安全性”，譬如梯度場(chǎng)強(qiáng)和切換率提升可能影響人體的外周神經(jīng)刺激，射頻功率提升則會(huì)帶來患者的7灼傷風(fēng)險(xiǎn)等，“換言之，不斷提升的磁共振硬件參數(shù)和人體安全之間的調(diào)和，成為了現(xiàn)階段磁共振發(fā)展所遇到的最大的瓶頸。

深度學(xué)習(xí)掀起磁共振革命

如何突破上述瓶頸？結(jié)合整個(gè)影像鏈來看，即磁共振都是基于設(shè)備采集信號(hào)，基于此進(jìn)行信號(hào)處理，并重建整合出圖像，最終作為醫(yī)生的臨床診斷依據(jù)。過往，科學(xué)家們都在硬件端的信號(hào)采集層面做優(yōu)化；現(xiàn)在，他們則逐漸在算法端的信號(hào)處理和圖像重建上做出努力。

GE醫(yī)療全球磁共振總裁兼首席執(zhí)行官薛潔就表示，人工智能和深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，讓公司在磁共振發(fā)展的方向選擇上，有了新的風(fēng)向標(biāo)。而GE醫(yī)療最新發(fā)布的AIR? Recon DL技術(shù)便是典型的攻堅(jiān)成果，它是業(yè)內(nèi)獲得FDA認(rèn)證的基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的磁共振影像重建技術(shù)，它將深度學(xué)習(xí)嵌入到磁共振重建原始數(shù)據(jù)階段，將MR信號(hào)與噪聲分離，實(shí)現(xiàn)了磁共振信號(hào)的“所見即為真”，幫助實(shí)現(xiàn)病理影像化。

而目前針對(duì)磁共振影像的AI技術(shù)，大多集中在兩方面：一個(gè)是前期流程智能化，如自動(dòng)識(shí)別解剖部位（磁共振AI 1.0時(shí)代）；另一個(gè)是圖像重建后的智能分析和輔助診斷，如結(jié)構(gòu)與功能成像的多模態(tài)融合（磁共振AI 2.0時(shí)代）。 

區(qū)別于上述技術(shù)，據(jù)陳忠維介紹，AIR? Recon DL最核心的創(chuàng)新是：從原始數(shù)據(jù)階段實(shí)現(xiàn)了對(duì)于MR信號(hào)與噪聲信號(hào)的有效分離，讓磁共振影像進(jìn)入純凈的元空間（無噪聲或者說趨近于0噪聲）。深度學(xué)習(xí)算法在其中發(fā)揮了重要作用——實(shí)現(xiàn)元空間的信號(hào)提純。陳忠維將其通俗地比喻為自來水的凈化過程，“自來水中的雜質(zhì)同樣肉眼不可見，但經(jīng)過多次PM2.5的過濾和沉淀，包括蒸餾、高溫、高壓等多次往復(fù)的手段以后，將自來水中存在的所有的雜質(zhì)濾除掉，最終形成純凈水?！?nbsp;

其臨床價(jià)值在于，掃描參數(shù)不再是制約圖像質(zhì)量的主要因素，提升磁共振掃描速度、分辨率和信噪比，“實(shí)現(xiàn)了無代價(jià)的快、不減速的好”，有助于進(jìn)一步提升MRI設(shè)備在醫(yī)院的周轉(zhuǎn)率和應(yīng)用范圍。據(jù)了解，磁共振檢查預(yù)約難、排隊(duì)難，檢查一次患者往往要排隊(duì)5天。很多醫(yī)院全天所有磁共振設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，仍然難以承受日益增長的臨床需求。 

另外，AIR? Recon DL用提升CNR病灶對(duì)比度（病灶與正常組織之間的對(duì)比）的方式，讓疑難疾病的診斷獲得更多的影像支持，進(jìn)一步拓寬磁共振掃描的適應(yīng)癥，譬如小病灶的檢出，疑難雜癥、罕見病的精準(zhǔn)診斷等，甚至能對(duì)標(biāo)“病理診斷”金標(biāo)準(zhǔn)。 

他以垂體微腺瘤患者案例展開說明?！按贵w微腺瘤目前是非常難發(fā)現(xiàn)和診斷的疾病，病灶往往體積非常小，通常在10毫米以下的腫瘤，要找到病灶除了需要非常高的分辨率和非常好的信噪比，還需要對(duì)該垂體微腺瘤的病例進(jìn)行定性（屬于功能性的還是非功能性的）——需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的成像。因?yàn)?，垂體的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像的效果是快進(jìn)快出，而垂體微腺瘤則是一個(gè)延遲強(qiáng)化的過程，這就需要磁共振的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)，需要有非常高的時(shí)限分辨率，AIR? Recon DL就可以達(dá)到分辨率、信噪比、時(shí)限分辨率三合一的效果，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷?！?nbsp;

除了在小病灶檢出上，AIR? Recon DL對(duì)疑難雜癥的診斷上有獨(dú)到的價(jià)值，典型病例如雙胎輸血綜合征，這是目前在臨床上罕見、且很難診斷的疾病，過往超聲或傳統(tǒng)磁共振只能關(guān)注到胎兒和母親胎盤之間的供血情況，有效信號(hào)淹沒在周圍的噪聲中；而有了AIR? Recon DL技術(shù)之后，得益于CNR（病灶對(duì)比度）的大幅度的提升，可以看到兩個(gè)胎兒心臟之間的關(guān)系以及由供血異常引發(fā)的胎兒神經(jīng)組織上面缺血性的損傷，幫助醫(yī)生在疾病發(fā)生早期介入治療，提升胎兒的這種生存率以及患者的生活質(zhì)量。 

據(jù)悉，截至目前，AIR? Recon DL已深入臨床，涉及神經(jīng)、乳腺、體腹部、骨肌以及心臟等領(lǐng)域，在眾多國內(nèi)三甲醫(yī)院進(jìn)行臨床試用，并取得了豐碩的科研成果，目前正在申報(bào)NMPA（國家藥品監(jiān)督管理局）的注冊(cè)證。另外，全球至少有350萬患者接受了AIR? Recon DL掃描。 

陳忠維認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)技術(shù)已徹底改變了磁共振發(fā)展的方向，而AIR? Recon DL技術(shù)僅僅是一個(gè)開始。 

AI、數(shù)字化成醫(yī)療設(shè)備發(fā)展風(fēng)向標(biāo)

其實(shí)，GE醫(yī)療早已在人工智能與深度學(xué)習(xí)算法領(lǐng)域展開研究。據(jù)薛潔介紹，“在2016年人工智能剛剛在影像行業(yè)興起的時(shí)候，就在全球招募數(shù)百位物理學(xué)家，計(jì)算機(jī)科學(xué)家、數(shù)學(xué)家以及醫(yī)學(xué)專家，成立了專門的研究項(xiàng)目組”，為各類影像設(shè)備賦能，如今已有諸多成果落地，其中AIR? Recon DL即是項(xiàng)目組成立之初便著手研發(fā)的項(xiàng)目。 

而除了磁共振，人工智能和深度學(xué)習(xí)也成為GE醫(yī)療在X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)（CT）、超聲、介入治療器械等醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展風(fēng)向標(biāo)。

以CT為例，GE醫(yī)療自主研發(fā)而成的TrueFidelity?便是這一思路的重要體現(xiàn)，它是GE醫(yī)療的深度學(xué)習(xí)圖像重建系統(tǒng)，與傳統(tǒng)算法相比，TrueFidelity?能通過持續(xù)學(xué)習(xí)高劑量下的高清影像，配合GE醫(yī)療相關(guān)的硬件技術(shù)，能將低輻射劑量下獲得的原始數(shù)據(jù)重建成高質(zhì)量的圖像，還原圖像真相。 

根據(jù)GE醫(yī)療中國首席技術(shù)官孫旭光此前介紹，2019年為CT影像引入了深度學(xué)習(xí)算法，直觀效果“就好像電視現(xiàn)在都進(jìn)入4K、8K時(shí)代”，可以看到更多細(xì)節(jié)、更好的組織邊界，以及更低的噪聲。據(jù)悉，針對(duì)腫瘤早期病變，該技術(shù)與能譜成像（GSI）相結(jié)合的TrueFidelity? GSI能讓輕度強(qiáng)化病灶與周邊組織結(jié)構(gòu)的區(qū)分更加清晰，從而協(xié)助臨床為患者前移重疾早診早治時(shí)間窗口，進(jìn)一步體現(xiàn)了“影像病理化”的趨勢(shì)。 

在今年舉辦的世界人工智能大會(huì)上，孫旭光也表示，這都只是AI技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用的冰山一角。他認(rèn)為，未來AI技術(shù)還能更好地幫助整個(gè)醫(yī)療技術(shù)發(fā)展，不光是診斷，甚至是治療，譬如越來越多的微創(chuàng)手術(shù)應(yīng)用，致力于讓患者在受到最少傷害的前提下得到治療，這些都有賴于智能影像技術(shù)的發(fā)展。 

據(jù)悉，此前，GE醫(yī)療還在中國市場(chǎng)發(fā)布了專門針對(duì)急診、重癥醫(yī)學(xué)及圍術(shù)期臨床應(yīng)用的人工智能超聲系統(tǒng)——Venue系列人工智能急重癥移動(dòng)型系列超聲，具有AI功能的雙C臂血管機(jī)AI IGS 6等涵蓋從診斷到治療不同類型的AI產(chǎn)品，甚至推出了AI醫(yī)療領(lǐng)域的“應(yīng)用商店”——“Edison愛迪生數(shù)字醫(yī)療智能平臺(tái)”。 

結(jié)合時(shí)代背景，全球新冠疫情仍在持續(xù)，醫(yī)療行業(yè)里來自醫(yī)療資源、診療效率等方面的壓力與日俱增，這迫切需要?jiǎng)?chuàng)新醫(yī)療技術(shù)的加持，以幫助臨床醫(yī)生高效管理重癥新冠患者、應(yīng)對(duì)癌癥和心臟病等重疾挑戰(zhàn)、大量積壓的非緊急護(hù)理工作，以及人口老齡化問題，同時(shí)還要對(duì)抗職業(yè)倦怠和人力等資源短缺。 

為此，近年來，GE 醫(yī)療加快在AI和數(shù)字醫(yī)療解決方案的創(chuàng)新布局，即是致力于改善上述現(xiàn)狀。截至目前，GE醫(yī)療的AI、數(shù)字化產(chǎn)品已覆蓋了以分級(jí)診療為依據(jù)的“三級(jí)醫(yī)院——縣域醫(yī)療中心——基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)”三大醫(yī)療場(chǎng)景。 

具體來說，在三級(jí)醫(yī)院，AI、數(shù)字化醫(yī)療能在提質(zhì)增效，緩解群眾看病難的問題基礎(chǔ)上，進(jìn)一步助力疑難雜癥的科研攻關(guān)；在國家區(qū)域醫(yī)療中心，AI數(shù)字化應(yīng)用則能有效提升內(nèi)部分工協(xié)作、上下聯(lián)動(dòng)的模式，加速分級(jí)診療落地，助力實(shí)現(xiàn)基層群眾“大病不出縣”的目標(biāo)；在基層醫(yī)院，則可通過AI數(shù)字化應(yīng)用“讓數(shù)據(jù)多跑路，讓百姓少跑腿”，規(guī)范診療行為，推進(jìn)基層影像同質(zhì)化，讓更多群眾享受優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)。 

GE醫(yī)療持續(xù)發(fā)力高端創(chuàng)新產(chǎn)品

而能有上述這樣的技術(shù)進(jìn)展，主要得益于GE醫(yī)療長期積累的硬核實(shí)力。 

GE醫(yī)療深耕中國市場(chǎng)多年，是中國市場(chǎng)最大的醫(yī)療設(shè)備制造企業(yè)，作為上游設(shè)備提供商，深入理解醫(yī)療客戶的臨床痛點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際需求研發(fā)出更具針對(duì)性的產(chǎn)品；長期專注于通過創(chuàng)新科技提升臨床診治效率和質(zhì)量，改善患者就診體驗(yàn)，降低醫(yī)療成本；在AI技術(shù)研究領(lǐng)域蓄力已久，且具備全面覆蓋成像AI模型，還會(huì)全面覆蓋成像端圖像信噪比、偽影控制和加速三大方向的研發(fā)，技術(shù)嘗試更多元立體；更重要的是，GE醫(yī)療設(shè)備的裝機(jī)量全球領(lǐng)先，具備從數(shù)據(jù)到圖像的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。 

以此作為“底氣”，GE醫(yī)療持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，以行業(yè)領(lǐng)先的速度不斷推出重磅新品。 

據(jù)悉，在即將舉辦的第五屆進(jìn)博會(huì)上，GE醫(yī)療將會(huì)首展出多款產(chǎn)品，譬如目前行業(yè)內(nèi)最輕便、靈活連接智能手機(jī)、平板電腦使用的雙面探頭掌上超聲診斷設(shè)備Vscan Air，超高端CT設(shè)備Revolution CT Power，全球首臺(tái)雙通道、全環(huán)數(shù)字化核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備SPECT/CT- StarGuide，全自由移動(dòng)的Allia IGS 7復(fù)合手術(shù)室機(jī)器人等。 

屆時(shí)，前文提及的AIR? Recon DL，以及新一代旗艦型心血管超聲診斷設(shè)備Vivid E95也會(huì)重點(diǎn)展出，以持續(xù)發(fā)揮進(jìn)博會(huì)的溢出效應(yīng)，加速布局中國市場(chǎng)。 

目前，中國已經(jīng)成為全球第二大醫(yī)藥市場(chǎng)，僅次于美國。據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示，中國醫(yī)療開支總額預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到11.6萬億元，市場(chǎng)前景可觀。另外，在新冠疫情后，整個(gè)中國的醫(yī)療環(huán)境也發(fā)生了顯著的變化，譬如國家重視基層疾病的預(yù)防工作、建立起強(qiáng)大的疾控網(wǎng)絡(luò)，這也意味著大量的醫(yī)院投資。 

這對(duì)GE醫(yī)療而言，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，AI和數(shù)字化也成為了當(dāng)下市場(chǎng)環(huán)境的必然之選。在這條路上，GE醫(yī)療已然邁出了堅(jiān)實(shí)有力的步伐，且成果卓著?？梢云诖氖牵?dāng)47年后時(shí)間膠囊開啟之時(shí)，除了磁共振，CT、超聲、分子影像等也能實(shí)現(xiàn)科學(xué)家們此前暢想的美好愿景。 

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