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重要的作用。這項技術，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引入新的時間維度，使其MRI擴展為4D，不僅能夠全方位地展示心臟結構，還能夠顯示血液流動的速度、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。
作為市場的引導者之一，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，心臟跳動會推動血液從一個腔室流到下一個腔室，此時瓣膜應該及時關閉，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)有的成像技術如超聲心動圖、心臟MRI檢查可以幫助醫(yī)生了解患者心臟情況、瓣膜情況。在這個過程中，醫(yī)生竭盡全力地指導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。這個過程可能非常長，45分鐘到60分鐘不等，病人不但會變得很緊張，而且可能會被要求保持鎮(zhèn)靜和反復地屏住呼吸。盡管最后拍出了一張還過得去的影像，但現(xiàn)有技術存在一個很大的缺陷：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)生必須做出一個困難的抉擇：要么讓患者進行侵入性心臟手術，不但成本高而且風險很大；要么服用藥物管理病情，但如果真實情況很嚴重的話會錯失最佳的治療時間。
為此，針對現(xiàn)有的MRI掃描儀的局限性，GE醫(yī)療和斯坦福大學合作，經(jīng)過五年時間的研發(fā)，推出了創(chuàng)新的成像技術ViosWorks，它可以從7個維度呈現(xiàn)心臟：包括3個空間維度，1個時間維度，3個速度維度。
「ViosWork操作非常簡單，」 GE醫(yī)療MRI部門的全球市場營銷總監(jiān)Ioannis Panagiotelis說，「它可以將傳統(tǒng)MRI檢查時間由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?？傊?，它將使人們更加快捷普遍地進行心臟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)整個胸腔內(nèi)部的實時狀況，包括血流量，心室收縮，以及急性出血點和疤痕等。
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需要創(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)整個心血管以及心臟的結構，從任意角度都可以觀察心臟，此外因為它加入了第四個維度時間，因此它還能夠展示隨著時間推移血液流動的方向和流量。
為了將龐大的原始數(shù)據(jù)轉化為醫(yī)生可以直觀觀察的圖像，Arterys將原本用于3D動畫制作的技術運用到MRI影像中。但數(shù)據(jù)量的龐大對計算能力要求非常高，因此，Arterys一開始使用亞馬遜的云計算服務。
「2012年，當我們剛剛開始合作的時候，亞馬遜剛剛在公共云計算推出了GPUs服務（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利用亞馬遜的云計算服務分析來自MRI掃描儀的數(shù)據(jù)，「短短幾年內(nèi)這之間的聯(lián)系讓我們原本的設想成真了。」
「這是云計算技術在臨床應用上的第一個突破性應用」 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認為，此舉標志著GE醫(yī)療是首個將MRI數(shù)據(jù)轉向云端處理的廠商。
GE醫(yī)療的首席執(zhí)行官John Flannery預測到2020年，醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)流量將增加50倍。為了處理這種數(shù)據(jù)增長，GE醫(yī)療去年年底宣布成立GE醫(yī)療云，一個基于Web的數(shù)據(jù)處理和處理協(xié)作平臺，它可以連接到超過一百萬的成像設備。該公司正在邀請3D醫(yī)療成像開發(fā)人員在平臺內(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器轉移到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，Arterys還開發(fā)了一款保護患者隱私的軟件，在上傳到云服務器之前，會從掃描儀的原始文件中剝離他們的個人識別信息。
目前，Viosworks還沒有正式進入市場，僅用于斯坦福和其他九個醫(yī)學研究中心。Arterys也將在2017年實現(xiàn)商業(yè)化。2017年1月份，Arterys的基于云計算、深度學習的影像分析系統(tǒng)獲得了FDA批準，這也是FDA批準的首個基于云計算和深度學習的4D影像分析系統(tǒng)。引入深度學習功能后，Arterys稱可以在10分鐘以內(nèi)的時間自動生成臨床報告，并且可以在報告中添加4D Flow的視頻截圖，同步到PACS中。
德國工業(yè)巨頭西門子，是GE醫(yī)療在MRI掃描儀的一個主要競爭對手。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。對于Viosworks和Arterys面對的下一步挑戰(zhàn)就是：如何說服醫(yī)院和醫(yī)生使用。針對Viosworks的價格，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)療認為，保險公司對傳統(tǒng)MRI檢查會付固定的費用，即使有些患者的檢查時間要比別人長得多。而采用Viosworks將大大縮短MRI掃描儀的設置時間和掃描時間，因此醫(yī)院一天之內(nèi)可以檢查更多的病人。并且醫(yī)生不需要花費大量的時間指導MRI技師來拍攝一張合格的影像圖片，并且也不需要花費時間計算血液流量，而這些都可以由Arterys完成。
同時，GE醫(yī)療和Arterys希望在大量、匿名的MRI掃描和分析的基礎上引入機器學習，進一步基于醫(yī)療影像的圖像特征預測心臟病，輔助醫(yī)生做出更加準確的判斷。
此外，心臟MRI僅僅是第一步，Viosworks將擴展到其他領域，「我們僅僅進入了一個層面」 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：奇點網(wǎng)
