發(fā)布日期：2017-01-18

心血管磁共振成像 (CMR)， 俗稱心臟MRI，在診斷心臟疾病方面起著至關(guān)重要的作用。這項(xiàng)技術(shù)，也經(jīng)歷了從2D到3D的發(fā)展。目前，有兩家公司聯(lián)合起來想要顛覆現(xiàn)有的心臟MRI，將3D的MRI引入新的時(shí)間維度，使其MRI擴(kuò)展為4D，不僅能夠全方位地展示心臟結(jié)構(gòu)，還能夠顯示血液流動(dòng)的速度、方向以及流量。這兩家公司，一家是巨頭公司通用電氣旗下的GE醫(yī)療，另外一家是舊金山初創(chuàng)公司Arterys。

作為市場(chǎng)的引導(dǎo)者之一，GE醫(yī)療發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有MRI掃描儀存在一些限制。比如，一個(gè)病人出現(xiàn)心臟病的癥狀（非緊急癥狀），醫(yī)生懷疑是由病人的心臟瓣膜磨損或者畸形引起的。正常的狀態(tài)下，心臟跳動(dòng)會(huì)推動(dòng)血液從一個(gè)腔室流到下一個(gè)腔室，此時(shí)瓣膜應(yīng)該及時(shí)關(guān)閉，防止血液回流。之后瓣膜重新打開，讓未來的血液順利通過。

利用現(xiàn)有的成像技術(shù)如超聲心動(dòng)圖、心臟MRI檢查可以幫助醫(yī)生了解患者心臟情況、瓣膜情況。在這個(gè)過程中，醫(yī)生竭盡全力地指導(dǎo)MRI技師拍攝一張張2D的心臟影像，想要從判斷到底是哪里出了問題。這個(gè)過程可能非常長(zhǎng)，45分鐘到60分鐘不等，病人不但會(huì)變得很緊張，而且可能會(huì)被要求保持鎮(zhèn)靜和反復(fù)地屏住呼吸。盡管最后拍出了一張還過得去的影像，但現(xiàn)有技術(shù)存在一個(gè)很大的缺陷：它很難告訴醫(yī)生患者的心臟瓣膜是如何泄露血液的。這意味著醫(yī)生必須做出一個(gè)困難的抉擇：要么讓患者進(jìn)行侵入性心臟手術(shù)，不但成本高而且風(fēng)險(xiǎn)很大；要么服用藥物管理病情，但如果真實(shí)情況很嚴(yán)重的話會(huì)錯(cuò)失最佳的治療時(shí)間。

為此，針對(duì)現(xiàn)有的MRI掃描儀的局限性，GE醫(yī)療和斯坦福大學(xué)合作，經(jīng)過五年時(shí)間的研發(fā)，推出了創(chuàng)新的成像技術(shù)ViosWorks，它可以從7個(gè)維度呈現(xiàn)心臟：包括3個(gè)空間維度，1個(gè)時(shí)間維度，3個(gè)速度維度。

「ViosWork操作非常簡(jiǎn)單，」 GE醫(yī)療MRI部門的全球市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)Ioannis Panagiotelis說，「它可以將傳統(tǒng)MRI檢查時(shí)間由45分鐘到60分鐘縮短到10分鐘以內(nèi)，并且在檢查過程中患者可以自由呼吸，不需要像以前一樣小心翼翼地呼吸。總之，它將使人們更加快捷普遍地進(jìn)行心臟MRI檢查。」 此外，傳統(tǒng)的磁共振成像都是呈現(xiàn)在一張薄片上的，而ViosWorks卻能以視頻的方式呈現(xiàn)整個(gè)胸腔內(nèi)部的實(shí)時(shí)狀況，包括血流量，心室收縮，以及急性出血點(diǎn)和疤痕等。

圖像呈現(xiàn)維度的增加，伴隨著數(shù)據(jù)量的大大增大，而這意味著心臟MRI需要?jiǎng)?chuàng)新的影像分析方法，這也是GE醫(yī)療推出革命性的ViosWork后選擇和舊金山初創(chuàng)公司Arterys合作的原因。2016年3月份，Arterys獲得GE超過1200萬(wàn)美元的A輪融資，并且獲得了GE醫(yī)療的許可證，可以接入ViosWorks心臟MRI系統(tǒng)。

ViosWorks心臟MRI系統(tǒng)所帶來的更加豐富的數(shù)據(jù)維度意味著傳統(tǒng)展現(xiàn)影像的方式已經(jīng)過時(shí)了，為此，Arterys開發(fā)出了新的影像呈現(xiàn)方式——4D Flow。

▲可以從任何的角度觀察

4D Flow不僅能夠呈現(xiàn)整個(gè)心血管以及心臟的結(jié)構(gòu)，從任意角度都可以觀察心臟，此外因?yàn)樗尤肓说谒膫€(gè)維度時(shí)間，因此它還能夠展示隨著時(shí)間推移血液流動(dòng)的方向和流量。

為了將龐大的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為醫(yī)生可以直觀觀察的圖像，Arterys將原本用于3D動(dòng)畫制作的技術(shù)運(yùn)用到MRI影像中。但數(shù)據(jù)量的龐大對(duì)計(jì)算能力要求非常高，因此，Arterys一開始使用亞馬遜的云計(jì)算服務(wù)。

「2012年，當(dāng)我們剛剛開始合作的時(shí)候，亞馬遜剛剛在公共云計(jì)算推出了GPUs服務(wù)（3D圖像制作必不可少的）」 Axerio-Cilies說，他是Arterys的聯(lián)合創(chuàng)始人，這為GE醫(yī)療的下一代心臟磁共振成像打開了一扇門。Arterys利用亞馬遜的云計(jì)算服務(wù)分析來自MRI掃描儀的數(shù)據(jù)，「短短幾年內(nèi)這之間的聯(lián)系讓我們?cè)镜脑O(shè)想成真了?！?/p>

「這是云計(jì)算技術(shù)在臨床應(yīng)用上的第一個(gè)突破性應(yīng)用」 Arterys的首席執(zhí)行官和聯(lián)合創(chuàng)始人Fabien Beckers說。GE醫(yī)療的首席執(zhí)行官Eric Stahre認(rèn)為，此舉標(biāo)志著GE醫(yī)療是首個(gè)將MRI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向云端處理的廠商。

GE醫(yī)療的首席執(zhí)行官John Flannery預(yù)測(cè)到2020年，醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)流量將增加50倍。為了處理這種數(shù)據(jù)增長(zhǎng)，GE醫(yī)療去年年底宣布成立GE醫(yī)療云，一個(gè)基于Web的數(shù)據(jù)處理和處理協(xié)作平臺(tái)，它可以連接到超過一百萬(wàn)的成像設(shè)備。該公司正在邀請(qǐng)3D醫(yī)療成像開發(fā)人員在平臺(tái)內(nèi)工作。

因此，Viosworks掃描的數(shù)據(jù)處理最終將從亞馬遜的服務(wù)器轉(zhuǎn)移到GE健康云。這種「4D Flow」系統(tǒng)可以捕捉5GB的數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)的MRI掃描儀只能獲得100M的數(shù)據(jù)。

同時(shí)，Arterys還開發(fā)了一款保護(hù)患者隱私的軟件，在上傳到云服務(wù)器之前，會(huì)從掃描儀的原始文件中剝離他們的個(gè)人識(shí)別信息。

目前，Viosworks還沒有正式進(jìn)入市場(chǎng)，僅用于斯坦福和其他九個(gè)醫(yī)學(xué)研究中心。Arterys也將在2017年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。2017年1月份，Arterys的基于云計(jì)算、深度學(xué)習(xí)的影像分析系統(tǒng)獲得了FDA批準(zhǔn)，這也是FDA批準(zhǔn)的首個(gè)基于云計(jì)算和深度學(xué)習(xí)的4D影像分析系統(tǒng)。引入深度學(xué)習(xí)功能后，Arterys稱可以在10分鐘以內(nèi)的時(shí)間自動(dòng)生成臨床報(bào)告，并且可以在報(bào)告中添加4D Flow的視頻截圖，同步到PACS中。

德國(guó)工業(yè)巨頭西門子，是GE醫(yī)療在MRI掃描儀的一個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。目前還沒有推出4D的MRI系統(tǒng)，但西門子的發(fā)言人稱其在研發(fā)中。對(duì)于Viosworks和Arterys面對(duì)的下一步挑戰(zhàn)就是：如何說服醫(yī)院和醫(yī)生使用。針對(duì)Viosworks的價(jià)格，GE醫(yī)療沒有給出明確的信息，但GE醫(yī)療的首席執(zhí)行官Eric Stahre稱：「我們正在努力將它提供給世界各地的病人們?！?/p>

GE醫(yī)療認(rèn)為，保險(xiǎn)公司對(duì)傳統(tǒng)MRI檢查會(huì)付固定的費(fèi)用，即使有些患者的檢查時(shí)間要比別人長(zhǎng)得多。而采用Viosworks將大大縮短MRI掃描儀的設(shè)置時(shí)間和掃描時(shí)間，因此醫(yī)院一天之內(nèi)可以檢查更多的病人。并且醫(yī)生不需要花費(fèi)大量的時(shí)間指導(dǎo)MRI技師來拍攝一張合格的影像圖片，并且也不需要花費(fèi)時(shí)間計(jì)算血液流量，而這些都可以由Arterys完成。

同時(shí)，GE醫(yī)療和Arterys希望在大量、匿名的MRI掃描和分析的基礎(chǔ)上引入機(jī)器學(xué)習(xí)，進(jìn)一步基于醫(yī)療影像的圖像特征預(yù)測(cè)心臟病，輔助醫(yī)生做出更加準(zhǔn)確的判斷。

此外，心臟MRI僅僅是第一步，Viosworks將擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，「我們僅僅進(jìn)入了一個(gè)層面」 Stahre說。

參考資料：

【1】http：//www.prnewswire.com/news-releases/arterys-receives-FDA-clearance-for-the-first-zero-footprint-medical-imaging-analytics-cloud-software-with-deep-learning-for-cardiac-mri-300387880.html？tc=eml_cleartime#continue-jump

【2】http：//www.xconomy.com/san-francisco/2016/10/19/arterys-ge-healthcare-to-roll-out-next-gen-mri-scans-of-heart/3/

來源：奇點(diǎn)網(wǎng)