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      光子計數CT、綠色放射學、AI成像……尖端醫學影像創新頻現,一文梳理2023年醫學影像新趨勢

         時間:2023-03-21 09:21:41 來源:互聯網編輯:芳華 發表評論無障礙通道

      近日,2023年歐洲放射學大會(ECR)在維也納落下帷幕。

      據悉,歐洲放射學大會(ECR)始于1967年,該會與北美放射學年會齊名,是放射學界公認的兩大國際知名會議之一。隨著疫情陰霾的消散,今年的ECR現場“人氣爆棚”,吸引了來自122個國家的1.7萬余名參會者,參會人數相比2022年增加了14%。

      作為醫學影像行業每年最重要的盛會之一,每年的ECR也是醫學影像行業發展的風向標。

      筆者梳理出今年ECR上最熱的話題,今年三大關鍵詞分別是AI創新、提高效率與環境友好。

      “相比之前幾次疫情期間的展覽,今年的ECR終于重煥生機?!币晃会t學影像創業者如此說道。

      趨勢一:尖端醫學影像創新頻現,AI唱主角

      “AI在醫學成像領域是一個非常熱門的話題。如果你看了ECR的所有科學會議,會發現幾乎一半的會議至少會提到一次AI?!钡聡鏖T子健康公司女性健康臨床合作經理Daan Hellingman在本屆ECR上表示。

      在今年的ECR會議上,不少參展方帶來的亮點仍是AI的創新應用。比如,飛利浦醫療科技展示的特色技術主要集中在AI和成像信息軟件平臺方面,強調AI賦能與工作流程優化。

      例如,該公司最新的放射學工作流協調器(Radiology Workflow Orchestrator)軟件使用AI算法,能自動將影像研究發給最合適的放射科醫生進行檢查。該應用程序可以幫助放射科醫生平衡病例負載,提高工作效率50%,并將平均報告時間縮短40%。飛利浦還展示了其放射學操作指揮中心(ROCC),這是一款供應商中立的多站點應用程序,可為遠程圖像采集功能提供支持。

      另外,飛利浦在ECR上首次展示了其新一代AI高級可視化工作區。該平臺首次亮相于RSNA 2022,可以應用在放射學、心臟病學、神經學和腫瘤學等多種領域,目前有70多個臨床應用程序可以在該工作區上使用。此外,飛利浦還推出了超聲協作直播(Ultrasound Collaboration Live),它可以讓團隊將超聲波系統的視頻流傳輸到PC或移動設備上,以便遠程訪問臨床專業知識。

      拜耳等醫藥公司則進一步推出了側重影像產品的數字化革新,拜耳發布了最新的Calantic人工智能軟件平臺,將為其客戶從數百個AI軟件中篩選最有價值的軟件,專注放射學的未來發展,重點推進AI技術在診斷和患者管理全流程的應用。

      來自中國的廠商也在本屆ECR上大放異彩。國內AI醫學影像公司深透醫療(Subtle Medical)、數坤科技等受邀參展。其中深透醫療因旗下SubtleMR、SubtleGAD、SubtleSynth等生成式AI模型應用獲得廣泛關注,并在AI Theater介紹了深透醫療在AI成像及工作流優化等方向的全球進展。

      在本屆ECR上,深透醫療主要展示了一系列最新基于AI的影像采集優化、圖像增強應用,包括SubtleMR和SubtlePET產品更新。特別是PET產品有了更多新核素治療PET診療一體化的應用實例,在歐洲獲批的藥劑包括最新的診療一體化靶向核素藥物68Ga-Dotatate、68Ga-PSMA、18F-Fluciclovine、18F-DCFPyL、18F-Choline、針對帕金森及腦腫瘤的18F-DOPA。

      據悉,深透早期研發的SubtlePET和SubtleMR是目前業內僅有的獲得四項美國FDA批準、四項歐洲CE批準及中國NMPA注冊證的醫學成像產品,已經成為公司持續營收的主力。

      其中,深透醫療的SubtlePET 2.0產品可讓影像中心僅需要過去25%的時間或者1/4劑量就完成高質量PET圖像獲取,也已在2021年上半年先后通過美國FDA及歐洲CE認證。相比第一代產品,2.0版本在影像質量提高和臨床應用方面方面上有了新的突破,覆蓋了PSMA(前列腺)癌癥治療核素、阿爾茲海默病的Amyloid淀粉樣蛋白核素等多款行業前沿應用試劑。

      深透醫療ECR大會展臺

      此外,深透旗下的SubtleSynth影像生成加速產品已開展全球醫療軟件注冊。

      “很高興看到深透醫療深耕多年的基于AI的影像流程優化、快速影像成為主流方向,目前深透已成為這個熱點方向的全球行業領先標桿企業,服務到全球各地最大的醫院和影像聯盟,同時與設備公司也在不斷拓寬合作半徑?!鄙钔羔t療創始人兼CEO宮恩浩表示。

      GE醫療集團企業數字解決方案全球負責人西蒙·菲利普·羅斯特(Simon Philip Rost)在探討AI的優勢時說道:“在這個時間點上,你可以將人工智能應用于放射學的整個工作流程,從分類調度,到增強閱讀乃至自動化報告。在增強閱讀中,AI有助于檢測出人眼可能無法直接看到的東西,這也增強了放射科醫生的信心?!?/p>

      此外,光子計數CT(PCCT)也成了本屆ECR的焦點,被與會專家稱為“醫學成像領域的游戲規則改變者”。據悉,初步臨床結果表明,光子計數CT提供了更高分辨率的圖像、更大的劑量效率以及光譜CT的可能性。同時,PCCT產生的圖像沒有電子噪聲,改善了組織表征,優化了光譜成像,使用更少的碘,輻射也更少。

      來自海德堡的德國癌癥研究中心的Marc Kachelriess博士進一步闡述了PCCT的優點,描述了缺乏電子噪音如何轉化為更低的輻射劑量,特別是對嬰兒以及肥胖患者。此外,Kachelriess還列舉了其他優點,包括PCCT如何提高碘的對比度、噪聲比,按需提供光譜信息,及其小像素如何導致更高的空間分辨率。

      趨勢二:如何提高效率、解決醫生疲勞問題成焦點

      從業者能很明顯地感受到,2023年,“提高效率與應對勞動力挑戰”被行業擺在了更加重要的位置。如何更好地提升放射科醫生的工作效率,減輕其疲勞、技能短缺問題,并提高可持續性,成為行業共同思考的問題。

      從需求端而言,隨著各種各樣新藥、新療法的誕生,當前全球醫療領域對于MRI、PET等需求持續飆升,如何提高成像效率,解決放射科醫生的疲勞、長時間工作問題愈加刻不容緩。

      就在今年1月6日,治療早期阿爾茨海默病的新藥Lecanemab獲得美國FDA批準,這是首批有望減緩認知衰退進程的癡呆癥實驗藥物之一,目前該藥也正在接受歐洲藥品管理局(EMA)的審查中。就在3月9日,歐洲核醫學協會(EANM)在一篇社論中指出,若Lecanemab在歐洲獲批,將導致淀粉樣蛋白的PET掃描需求暴增20倍,為歐洲衛生系統帶來重大挑戰。同時在美國,大型保險公司已批準基于影像評估后報銷相關治療藥物,治療方面的進展將加速診斷影像的應用與對提升效率的需求。

      從本屆ECR來看,參展方普遍更加聚焦于提高效率、縮短流程、節約勞動力的應用。

      比如,飛利浦醫療科技帶來了數款硬件產品,在性能上有較大提升。在CT領域,Spectral CT 7500成為會議焦點;在MR領域,飛利浦推出了3特斯拉的MR 7700掃描儀,以及寬口徑1.5特斯拉的MR 5300系統;在超聲波領域,飛利浦首次將Compact 5000系列帶到ECR,這款便攜式超聲掃描儀可用于多個專業服務領域,包括心血管、婦產科、臨床護理和普通影像等。

      以急性中風(腦卒中)為例,本次ECR帶來了多項縮短診斷流程的應用案例。

      來自西澳大利亞大學放射學的Paul Parizel博士在ECR上展示了一種可以優化中風成像診斷流程的方法。他表示,在澳大利亞的珀斯醫院,已經應用了一臺便攜式超低場MRI,盡管圖像質量一般,但它可以用在重癥監護室、急診科、移動中風病房和資源有限的地方。

      據Parizel介紹,MRI在識別中風/腦卒中方面比CT更有前景,與CT相比,MRI的優點包括沒有輻射,對急性缺血敏感,在測量梗死的核心體積時具有特異性。當然,MRI也有缺點,比如遇到需要篩查患者禁忌癥時可能會延遲工作流程?!霸谝恍┹p度和非特異性癥狀的神經系統患者中,頭部CT陰性后的短期急診腦部MRI是一種經濟有效的策略,成本更低,QALY(質量調整壽命)更高?!?/p>

      另外,本屆ECR的一篇獲獎研究稱,如今7分鐘的MRI掃描可以成為急性缺血性中風(AIS)患者的可行選擇。日本小樽總醫院放射科的Daisuke Oura及其同事研究發現,復雜的MRI方案有助于進行更快的再灌注及準確診斷,利用影像學檢查評估腦組織的重要性日益提升。Oura等研究人員表示,由于大血管阻塞導致的AIS往往會導致嚴重的殘疾,再灌注時間所需越短就能取得更好臨床結果,因此使用CT或MRI的機械取栓成像時間必須縮短。

      為此,他們改進了MRI方案,研究出一套7分鐘的急性中風MRI協議,并在本屆ECR上展示。他們還使用飛利浦核磁共振掃描儀處理了600多例疑似AIS病例,并開發了1分鐘快速PCA(Phase Contrast Angiography,相差血管造影術)。通過該7分鐘MRI方案,諸如癲癇發作、短暫性腦缺血發作等患有類似AIS疾病的患者,能夠迅速被篩查出來。

      利用AI技術,深透醫療可以進一步推動加速MRI掃描的應用,臨床實現2-4倍加速為上述腦卒中應用提供技術可能。

      (圖:Daisuke Oura等人在ECR 2023上展示的7分鐘磁共振成像協議的細節)

      趨勢三:綠色放射學成熱門話題

      今年另一大重要趨勢是,放射學如何更環保、可持續地發展成為重要議題。

      “我們正在面對一個非常棘手的悖論,即醫療保健占全球溫室氣體排放的約4%,這是一種非常破壞環境的活動。作為放射科醫生,我們的問題在于,我們所接受的培訓不能使我們測量對環境的影響并做出改變?!庇蹏砉W院醫療NHS信托基金的放射科顧問醫生莎拉·謝爾德(Sarah Sheard)博士在ECR 2023上說道。

      不少醫學影像廠商通過旗下AI產品提升成像效率來為綠色放射學做出貢獻。同時,由于歐洲地區對劑量、環保以及節省成本的高度關注,相關廠商也迅速在歐洲打開市場。

      以深透醫療為例,一方面,深透醫療旗下多款醫療影像產品均能大幅縮短成像時間,快速影像也有助于降低能耗,實現節能減排。比如,獲中美歐三地批準的SubtleMR 2.0能夠大大降低醫學中常用的MRI檢測時間,可增強人體各個部位的MRI圖像,降低檢測時間,提升圖像質量。深透醫療所提供的快速掃描范式以及加速的序列對線圈的能耗等都有所降低。

      另一方面,近年來,諸如釓(Gadolinium)等影像造影劑在廢水中濃度越來越高,同時在人體內也有沉積等風險。在這方面,深透醫療與拜耳、Bracco、通用醫療等世界知名醫療器械大廠展開了不同程度的合作。深透旗下SubtleGAD系列產品通過專利性深度學習算法,僅使用10%的釓基造影劑劑量,就可以達到往常全劑量MRI檢測的同等效果與圖像診斷質量。此外,SubtleGAD還可以改善圖像質量,提高診斷準確率和病灶檢出率。

      據了解,深透醫療已與Unilab、Affidea、Incepto、TMC等歐洲最大的影像中心聯盟和服務商合作,進一步開拓歐洲市場。SubtleGAD的使用,每年能造福數千萬的歐洲患者。

      與此同時,不少相關研究人員從醫院流程的角度挖掘節能減排的可能性。

      據莎拉·謝爾德介紹,推進綠色放射學的一項重要舉措是對碳排放進行測量。根據英國帝國商學院的研究,使用一臺CT掃描儀每年產生的碳足跡(carbon footprint)相當于27個英國家庭一年的碳足跡,即74,883公斤的二氧化碳排放,其中一次CT掃描產生3.6千克二氧化碳排放。據悉,在帝國研究基金(Imperial Research Fund)資助下,未來幾個月,英國所有醫院的CT掃描儀上都將安裝儀表,以便將實際能耗和排放與制造商提供的數據進行比較。

      (圖:英國醫療保健的碳排放來源,圖表由英國國家衛生服務(NHS)提供)

      推進綠色放射學的另一大舉措是針對放射學從業者的醫療廢物管理,涉及上下游諸多合作伙伴,包括醫院廢物管理人員、處理醫療廢物的廢物承包商、負責回收的地方政府、造影劑供應商和醫院工作人員。比如,當下許多放射科及保潔人員不正確使用“利器箱”,把非利器廢物扔進需要焚燒處理的利器箱,造成了更大的碳排放。謝爾德表示:“只需正確使用燃燒箱,回收多余的對比劑及容器,每年預計可節省近10,000英鎊,減少20,513千克二氧化碳排放?!?/p>

      謝爾德還提到,一些小的習慣改變也能讓放射科醫生為節能減排做出貢獻,比如記得關燈、減少在不使用的房間里開空調、多多使用電器的睡眠模式等等。

      瑞士巴塞爾大學醫院的Manfred Meyer博士則指出,放射科部門可以通過在下班時間關閉空閑的成像掃描儀和工作站來幫助減緩氣候變化。Meyer表示,放射科消耗了大量能源,然而超過三分之二的能源是在掃描儀處于空閑狀態時消耗的。Meyer表示,只要提醒員工關閉閑置設備或采取節能干預措施,就能節省大量能源和成本。

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