擴增實境與人工智慧改寫醫學成像的局面

April 10, 2020 Linda Formichelli

醫學影像, 健康科技, AI, 醫療保健資料分析

隨著現代醫學的所有進步,很難想像在 1895 年 Wilhelm Roentgen 意外發現 X 光之前,診斷場景有多麼不同。發現腫瘤或骨折僅限於身體檢查與醫生的最佳臆測。在發現的第一年內,歐洲和美國的醫生正在使用 X 光定位槍擊的子彈、骨折、腎結石和吞嚥的物體。到了 1900 年,X 光對於臨床護理至關重要。

如今,從 X 光到 MRI 的成像幾乎涉及患者護理、診斷和治療的各個方面。人工智慧 (AI) 和擴增實境 (AR) 中的最新醫療技術應用正在為先進的成像技術帶來顛覆性的新面向,其潛力與最初發現 X 光一樣具有革命性。

擴增實境增強了手術規劃

這場革命最前線的公司之一是 Novarad,這是一家提供醫療解決方案的公司,從突破性的成像到邊緣的即時分析,以確保資料共享。

其 OpenSight AR 外科手術系統使臨床醫生可以看病人,並且基本上可以同時看穿病人,進而使醫生能夠查看互動式 3D 成像研究。放射科醫生、內科醫生和外科醫生可以使用 Microsoft HoloLens AR 護目鏡來與成像資料進行互動,並查看以解剖方式正確顯示在患者身上的影像。

Novarad 執行長 Wendell A. Gibby 醫學博士表示:「影像技術的進步除去了醫學上的一些猜測,降低了患者的風險,並使手術更加精確。而且它比傳統的方法便宜許多,傳統的方法是拍攝 3D 影像並將其載入到價格是其五倍的手術指導系統中。」(圖 1

使用擴增實境進行醫學成像使臨床醫生能夠觀察和進入患者體內,以取得更出色的手術規劃與結果。(資料來源:Novarad)
圖 1. 使用擴增實境進行醫學成像使臨床醫生能夠觀察和進入患者體內,以取得更出色的手術規劃與結果。(資料來源:Novarad)

在 OpenSight 中使用獲得專利的虛擬工具表示外科醫生可以執行先前非常困難的手術,即使並非不可能做到。Gibby 表示:「我有一位患者,他的背部非常退化,痛苦不堪。我們試圖進行硬脊膜外類固醇注射,但是胸椎太緊,無法找到進入點。使用 CAT 掃描並對準擴增實境導引系統,我們得以找到一個可以穿透的小孔。它為我提供了最佳的進入點、角度和深度,並最終成功完成了該手術。」

從大量的醫學影像儲存中建立可採取動作的資料

由於成像對於醫學診斷和治療至關重要,因此有意義的是,臨床醫生希望盡可能存取更多資料以做出醫療決策。而且,儘管資料儲存量很大,但由於難以以有意義的方式存取資料,因此經常未能充分利用資料。

Gibby 表示:「Novarad 提供了放射科中大量龐大資料之間的關聯,並能夠對其進行處理以建立可理解且可採取動作的資料,並將其分發給醫生進行進階處理。

雖然許多醫學影像可以儲存在雲端中,但使用 3D 和 4D 技術進行數位成像這令人振奮的未來則要求將資料置於邊緣以便快速查看。

這就是 Novarad 建立 EdgePACS 解決方案,以使用強大的硬體將人工智慧功能引進本地工作站的原因。擷取看不見的腫瘤資訊、評估腹部脂肪組織增加的人患糖尿病的風險,或在外傷中緩解腦部功能;所有這些都需要即時分析。而且放射科醫生沒有時間等待雲端作業。

Gibby 表示:「邊緣運算使我們能夠在本地處理大量資料,而 Intel® 正在藉助電腦技術協助實現該目標。

使醫學影像易於存取且安全

雖然能夠輕鬆地在臨床護理生態系統中傳輸患者資料既方便又節省時間,但醫療保健組織需要考慮並適應 HIPAA 的合規性和安全性問題。Novarad 透過 CryptoChart 解決此挑戰,CryptoChart 是一套共享醫學影像的安全解決方案(圖 2)。

CryptoChart 在 QR 代碼中嵌入了一個 3,000+ 位元的密碼,使臨床醫生可以安全地共享資料。
圖 2. CryptoChart 在 QR 代碼中嵌入了一個 3,000+ 位元的密碼,使臨床醫生可以安全地共享資料。

CryptoChart 產生一個簡單的 QR 代碼,使收件人可以從其行動裝置或桌上型電腦存取、查看和共享影像。Gibby 說:「我們獲取密碼、登入、網站和識別資訊,並將其嵌入光學代碼中。從字面上看,它是一個 300 多個字元或超過 3,000 位元的加密密碼。這樣做的好處是,如果有人設法破解了它,他們只會得到一份研究,因為它與每個人都有關聯。」

過往是序幕

Wilhelm Roentgen 製作的首批影像之一是他妻子的手,其中顯示出她的手指和所戴的戒指。當她看到影像時,Roentgen 夫人應該說:「我已目睹我的死亡。」今天,也許她會很高興看到丈夫的發現,以及隨後奠定的技術已大大提升了醫療保健成果並改善全世界人們的生活。

作者簡介

Linda Formichelli

Linda Formichelli has been writing about technology, health, and other complex subjects since 1997. Her byline has appeared in such publications as Wired News, Inc., Target Marketing, and WebMD, and she's written for businesses and organizations like CVS, Case Western School of Engineering, OnStar, PrecisionHawk, Teamworks, and Domtar Paper. Linda has a Master's degree from UC Berkeley in Slavic Linguistics.

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