影像医学的未来

作者:王学振来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-06-07

影像医学,也称作医学影像,主要是利用某些技术使人体内部组织和结构成像,从而了解解剖结构,生理功能及病理变化
  影像医学,也称作医学影像,主要是利用某些技术使人体内部组织和结构成像,从而了解解剖结构,生理功能及病理变化,达到诊断的目的,进一步为治疗而创造前提。
  而目前的主要成像技术包括X射线,伽马射线,磁共振,超声波,核素扫描等。
  主要的设备有X光机, CT,MR,血管造影机,超声等。
  影像医学是一门比较年轻的学科,自从1859年德国物理学家伦琴发现了X射线,并把X射线用于临床,开创了放射医学的先河。在此后的100多年中,X射线检查占着主导地位,并广泛用于临床。
  到20世纪60年代出现影像增强技术,使得放射医学以前在黑暗房间的检查彻底解放出来;70年代出现CT(Computed Tomography)计算机断层扫描成像技术,其高的密度分辨率使得放射医学结束只能观察人体骨骼的历史,还能观察到人体软组织的病变。尤其是三维成像技术,为临床诊断和治疗开辟的广阔的前景;80年代出现MR( magnetic resonance)磁共振成像技术,可以观察人体更为细微的病变,同时具有无辐射损伤和无创伤的特点;同期出现的介入放射学,可通过微小的创伤解决临床上某些难以处理的问题;90年代出现CR(computed radiography)和DR(Digital Radiography)技术,使得放射医学全面进入数字化X线检查;90年代后期出现PACS(Picture Archiving and Communication Systems)系统,也就是影像归档和通信系统,实现了医学影像的大融合,将各种数字化图像串联起来,可进行数字化图像的远程传输和远程会诊。

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  目前,影像医学在对病人的诊断和医疗的过程中占据着非常重要的地位。我们绝大多数人都做过胸透,很多人也都知道CT和MR,而这些设备现在也是各个医院的基本配置。医生对病人的诊断,都是需要依靠这些影像设备来完成的。
  那么,未来我们的影像医学还会有哪些突破和发展前景呢?
  其实,这个问题在几年前,便已经有人在探讨了。
  美国国家医学科学院(IOM)在2011年11月发出了一份报告,特别强调未来医学的发展方向是精准医学,这是建立在了解个体基因,环境,生活方式的基础上的新型的疾病治疗和预防的方法。我们利用生命科学来研究这个领域,就是将对疾病的治疗水平定位在蛋白,基因甚至说在分子的水平上,而非目前大家所了解的人体组织的层面。这就是精准医学,而未来的影像医学则是精准医学的重要组成部分!
  精准医学首先是针对个体化,要有标志物,同时还要有配对,同时需要循证医学的支持,再就是大数据的处理。
  未来大数据+人工智能使得精准医学成为了可能。
  首先,我们先说说影像设备的发展趋势。
  目前最先进的CT是东芝生产的320排CT,即“Aquilion ONE”。它是当今世界上已经应用在临床上的最先进的影像检查设备之一,全球唯一能够实现真正动态成像的CT。它可以在0.35秒的时间内完成一次扫描,同时获得320层0.5毫米厚度的同期影像,可以发现小于1mm直径的病变,而对病人造成的辐射剂量只有主流64排CT辐射剂量的1/5。

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  而这对于精准医疗来说还远远不够。未来,我们会有更加精准的扫描设备,可以分辨出0.1mm,0.01mm,甚至更小范围内的病变。我们可以看到人体中分子级别的组织结构,并根据影像判断其是否为正常的组织,是否出现了病变。如果发现了病变,我们就可以在其未对周边组织造成影响的时期就将其消灭,从而使得对人体的影响控制在最小程度上。
  同时,我们不但可以做精细的观察,也可以在短时间内对人体做大范围的扫描,既可以使患者减少不必要的心理负担,也可以降低设备对人体的辐射。
  其次,是大数据的应用。
  目前,大数据已经不是什么新鲜的词汇了,无论我们在新闻中,还是在网络上,各行各业都在使用大数据。我们对大数据的要求和依赖越来越多。未来,我们将更加离不开大数据,大数据将为我们建立一个全新的世界。
  在影像医学领域,大数据将建立更加完善的资料库。随着影像设备的精细化,我们将获得更多的人体数据。这些数据不但要占据大量的数据空间,也将长期保留下来,作为珍贵的医学资料而形成档案。
  同时,这些数据还将进行优化,处理和分析,结合VR和AR技术,将对医疗诊断产生不可估量的影响。
  最后,是智能化对影像医学的作用。
  伴随海量的数据,智能化处理和分析是不可缺少的。未来,类脑智能的应用,将在极大程度上运用在诊断和治疗领域。
  对于一次扫描可能产生的P级,甚至是E级的数据,靠目前的手段是无法有效进行分析的,必须要有更加智能化的管理手段。对大数据进行分析,应用,找到我们需要关注的部分,再进一步给出处理方案,以便医生进行最合理的诊断和治疗。
  在过去5年里,采用人工智能技术的数字医疗公司在快速增长。根据CB Insights的统计,2012年与人工智能相关的协议不到20起,而在2016年,这一数字就增长到了70。最近一项调查还发现,美国50%以上的医院将在5年内采用人工智能,而35%的医院计划在两年内就采用。
  因此,未来人工智能在医疗方面的应用也将会越来越广泛。
  最后,我们来设想一下未来的影像医学的前景吧。
  未来的某天,王生通过网络预约了体检,这是每年一次的全面体检,因此需要到指定医院进行,而其他的小型体检项目都是由流动医院到家服务的。
  按照预约好的时间,王生到了医院,根据医护人员的安排,他进入了检测室,趟在了检测设备的床上。这是一台综合扫描仪,可以对人体全身进行扫描。很快,半圆形的扫描架从王生的头顶移动到脚下,安装在扫描架上的射线发生器和探测器将王生的全身进行了一次扫描。获得的数据立即传送到数据库中,与人体各项数值进行对比。
  几秒后,扫描架又快速移动到王生头部,再次启动射线发生器和探测器,对头部的某个部位进行更精准的扫描。
  原因是刚刚在数据处理时发现王生头部的某个部位有疑似病变反应,因此需要做精准检查。
  这一切一共也用了不到一分钟,对王生的体检就结束了。王生并不知道检测到的情况,他需要再等待一会才能拿到结果通知。
  这时,智能终端正在对王生头部的精准扫描影像进行分析,并调出了近一年来王生的身体变化数据,数据显示王生在2个月前头部曾受到过一次撞击,当时造成了淤血现象,并轻微挤压周边的神经。但是在进行简单手术处理后,该症状已经完全恢复。不过,这次发现的异常区域正是在那片区域中,已经形成一个约0.15毫米大小的病变组织。
  根据系统调选的其他上百例类似病例,此病变组织有82%的概率会形成肿瘤,因此,终端最终给出了结论和建议,建议王生进行一个小手术,烧掉这个隐患。

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  大约10分钟后,王生拿到了检测结果,身体各部都很健康,只在头部发现有0.15毫米的先兆病变组织,建议清除。王生当即同意了医生的建议,手续很快办好,王生在医护人员的带领下进入了另一个手术室。
  坐在手术椅上,医护人员帮王生将椅子调到最舒适的角度,然后将头部进行了固定。稍后,一个环状手术架从上方落到王生头上,一个喷口中喷出少许麻醉气体,王生很快进入了麻醉状态。
  手术架上同样有小型的影像探测设备,王生头部手术部位的三维影像出现在手术室外的医生眼前。在医生的控制下,一个微型探针从手术架上伸出,刺入王生头部。
  此时在三维影像中,那探针绕过头部的血管和其他一些组织,一直到达了病变区域,那里在三维影像中被醒目地标注出来。随着医生的操作,探针头部释放出适量的热度,很快就将那一块病变组织全部清除了。

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  整个过程不过几分钟,随后探针退了出来,另一个机械臂在创口处涂上了消毒及促进皮肤组织生长的药物。最后,手术架又喷出一股气体,让王生恢复了清醒,整个手术结束。
  王生做完手术,未感觉有任何不适,走出医院,立即进入了正常的生活和工作中。

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