北大实现医学影像可视化技术突破 有效助力肺炎及肿瘤诊治

医疗影像的可视化技术能够帮助医生更好更快地摸清病灶真实情况,提高诊治精准度。新冠肺炎疫情期间,此类技术已得到一定范围内的应用,但由于相关技术仍为外资产品垄断,成本居高不下,难以普及推广。

近日,北京大学人工智能研究院视觉感知研究中心研发出一套肺部影像高真实感体绘制技术,对于各种CT拍摄的黑白影像数据,能够以三维彩色方式清晰重现新冠肺炎患者肺部病灶。医学界专家认为,这一成果打破了外资在相关领域的垄断,有助于医生更好地开展肺炎和肿瘤方面的治疗,其意义重大。专家建议可以在大医院,尤其是基层医院广泛推广这一技术,以满足相关治疗及科研的紧迫需求。

影像学检查是新冠肺炎的重要诊断依据,但传统CT图像集数据多、处理时间长、颜色单一、解读难度大。据悉,一位新冠肺炎患者的CT影像可达300张左右,只有专业的影像科医生花费较长时间才能看懂并作出诊断,难以满足新冠肺炎快速筛查和诊断的需要。因此,将医疗影像进行更为直观、贴近真实情况的可视化是科学界一直在努力的方向。北京大学人工智能研究院近日研发的体绘制技术则提供了一种新的可视化选择。

体绘制技术在医疗领域已广泛应用。该技术使用胸部CT片集作为输入,通过三维交互方式全面展示患者肺部情况,可将数以百计的CT图像交互渲染成为真实感强的3D影像,彻底改变了传统CT的显示模式。

左侧是传统的胸部CT图像,右侧是北大高真实感体渲染技术对CT图像集的高真实感可视化(本文所示病例数据由商汤科技提供,下同)

北京大学人工智能研究院视觉感知研究中心马雷副研究员介绍,高真实感体绘制的特点是真实,彩色的3D模型传达了更多的信息,比黑白灰的CT断层扫描更为丰富,对器官的病变起到了“增强器”的效果,让医生一目了然。

这项技术可直观展示肺部组织的病变范围及严重程度,两肺的絮状、斑片状致密阴影、斑片造影以及磨玻璃阴影都能在计算机中清晰、高保真地临摹出来。

不同CT集可视化效果对比。左1:正常肺部CT集可视化参考;左2:患者A的CT胸片可视化;左3:患者B的CT胸片可视化,明显可见肺部纤维化

“高真实感体绘制技术直接使用常规CT拍摄的影像数据,不需要增加额外设备和处理,就能够更快、更好地展示肺部病灶。希望能够减轻医生工作量,提高筛查和诊断效率,为抗击疫情助力。”北京大学人工智能研究院视觉感知中心主任黄铁军教授表示。

借助高密度分辨率和高度真实的显示效果,医生能够大大提高诊治效率。疫情期间,商汤科技、依图科技等为新冠肺炎重点收治医院提供了相关的医疗影像可视化服务,收效显著,但呈现的仍然是传统CT影像,未能实现三维立体彩色可视化展示的突破。采用北大这项可视化新技术,诊治效果将更加理想。

北京大学第一医院影像科邱建星主任医师表示,北大研发的高真实感体绘制技术不仅对于肺炎诊治有意义,也可以用于肺部肿瘤的定位,为外科手术服务。

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