ISMRM 2024特别报道 (八): uAIFI Technology磁共振「类脑」平台开启磁共振成像新时代

文摘   科学   2024-04-19 08:18   上海  


uMR&ISMRM

04-09 MAY 2024


联影磁共振与您 共向未来!



前言 FOREWORD

联影磁共振致力于汇聚全球智慧,与科学界、医学界和工业界建立了一种创新的合作伙伴关系。通过深度融合设备研发与制造、学术与科研以及临床诊断与治疗,联影磁共振与合作伙伴共同推动磁共振成像的创新与进步。

联影磁共振科学家与全球客户深度合作,在2024 年 ISMRM (国际医学磁共振学会年会) 投稿上取得令人瞩目的成绩!本期将详细介绍联影合作伙伴基于 uAIFI「类脑」平台在 2024 年 ISMRM 中稿的摘要。



Hi, uAIFI

开启磁共振「类脑」时代


uAIFI「类脑」技术平台是智慧传感器、智能芯片以及人工智能等技术共同驱动的磁共振智能中控平台:智能调控磁共振硬软件系统,实现高效、主动、前瞻式协同,彻底打破磁共振传统硬软件系统孤岛。uAIFI 技术平台使硬软件系统相融相生,让磁共振成为一个拟人化的生命体:能够主动思考—成为医生亲密无间的伙伴、主动关怀—使患者获得心灵慰藉,同时具备自我进化能力—产生创造力和想象力。

联影与全球合作伙伴一起拓展 uAIFI类脑平台上各项技术的应用范围,针对传统磁共振扫描痛点,共同探索全身各部位高效、精准、舒适的磁共振成像解决方案。


uAIFI Technology

uAIFI摘要一览

联影磁共振与上海科技大学、北京大学第三医院、北京大学肿瘤医院、四川大学华西医院等基于 uAIFI “类脑”技术平台中的 ACS (AI-assisted Compressed Sensing,智能光梭成像)、EasySense (智能感知)、ProCo (Prospective motion Correction,智能前瞻式运动校正)等技术的研究成果在 2024 年 ISMRM 上中稿近 10 篇,且部分摘要已转化为 SCI 成果。今天,让我们一起走近这些研究,感受 uAIFI “类脑” 平台带来的科研惊喜!


ACS智能光梭成像

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Application research of AI-assisted compressed sensing technology in MRI scanning of the knee joint: 3D-MRI perspective》(Digital Poster)

突破成像速度的限制是磁共振成像的主要挑战之一,联影提供了一种全新的磁共振加速方案 ACS 智能光梭成像技术,可实现全身各部位的百秒成像。ACS 是业界首个融合人工智能、压缩感知、并行成像和半傅里叶四大类加速方法的技术,综合全面地利用了所有先验知识,全方位的信息结合,对欠采的数据进行恢复。ACS 目前已广泛应用于临床各部位磁共振检查,并有近 20 篇研究成果发表于《Cell reports. Medicine》、《European Radiology》、《Journal of magnetic resonance imaging》等国际权威期刊。2024年 ISMRM中,ACS 在全身各部位的临床应用及科学研究的多篇成果中稿,本篇我们选取北京大学第三医院袁慧书主任团队基于 ACS 3D 在膝关节成像上的研究成果进行详细介绍。
图注: ACS 支持全身各部位百秒成像

膝关节 MRI 检查是评估膝关节软组织损伤的关键手段,近几年的一些研究发现 3D 的膝关节扫描较 2D 在诊断中有优越性,但传统扫描时间较长,限制了 3D 检查效率。AI 辅助的 ACS 3D 技术通过算法优化,大幅缩短扫描时间,提升图像分辨率和质量,提高了患者的舒适度和诊断的准确性。同时,ACS 在 3D 扫描中可以提供更细致的层面图像,对于诊断复杂的膝关节结构尤为关键。

北京大学第三医院袁慧书教授团队对 15 名志愿者和 53 名患者进行了 ACS 3D MRI 和传统 MRI 技术的对比研究。通过在 15 名志愿者上进行的 ACS 3D MRI 扫描加速因子优化,最终确定了最佳加速因子 10.69 倍,且结果证实在该加速因子下,成像质量得到了有效保证。通过结合深度学习与其他加速方法,ACS 加速技术能够在保持解剖结构和病变准确可视化的同时,减少超过 50% 的扫描时间。研究还发现 ACS 3D 提供了更薄的多平面重建(MPR),对于诊断膝关节的软组织损伤具有显著优势。目前,本篇摘要已转化为SCI,发表于《European Radiology》
图注: ACS 3D MRI 与 CS 3D MRI 序列图像对比。(a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1) ACS 3D MR 图像; (a2, b2, c2, d2, e2, f2, g2)相同切片对应的 CS 3D MR 图像

图注: 并行加速的 2D 图像 (a1, b1, c1, d1, e1, f1),ACS 3D 重建为 3.5 mm 层厚图像 (a2, b2, c2, d2, e2, f2),以及 ACS 3D 重建为 2.0 mm 层厚图像 (a3, b3, c3, d3, e3, f3) 的对比。图中展示了前交叉韧带撕裂 (白色箭头),正常髌骨软骨 (红色箭头),正常外侧副韧带 (蓝色箭头),内侧半月板 (黄色箭头),内侧半月板后角撕裂 (橙色箭头),受伤髌骨软骨 (绿色箭头) 和带有骨髓水肿的外侧股骨 (粉色箭头) 等多种情况



EasySense智能感知

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Frequency Modulated Continuous Wave Radar-based respiratory motion correction for cardiac MRI: Initial Results》(Oral) 

在医学成像领域,连续、高精度的人体呼吸信号采集对于高质量成像至关重要。当前临床扫描中,探测患者呼吸运动的工作流较繁琐,且人工操作存在主观不确定性,易影响患者舒适度和信号可靠性。联影自主研发 EasySense 智能感知技术,业界首创双源相控阵毫米波雷达,一体化集成 VTC 扫描腔内,通过高速数据采集、数据处理系统和高效数据传输技术,冲破传统磁共振扫描呼吸探测技术在生理体验和探测精度等方面的多重束缚,实现非接触地全向自由呼吸信号实时无接触精准监控,显著改善患者体验,简化扫描前工作流。本篇选取上海科技大学胡鹏教授团队基于 EasyScan 的自由呼吸心脏成像的研究成果进行详细介绍。

图注: EasySense 双源探测,智能感知

心脏磁共振成像容易受到呼吸运动的影响,导致图像中存在运动伪影,降低图像质量和诊断准确性。上海科技大学胡鹏教授团队基于 EasySense,在允许患者自由呼吸的情况下校正呼吸运动,采集到高质量的心脏图像。具体而言,首先通过校准扫描,将毫米波雷达测得的胸廓运动与心脏运动进行精确的关联,建立运动模型。在实际成像扫描过程中,通过运动模型和实时采集的毫米波雷达信号的引导,可以间接估计患者呼吸引起的心脏运动,并实时对成像数据进行校正。这种非接触式呼吸运动校正技术不需要与患者产生物理接触,且便于与现有的磁共振序列集成,为心脏磁共振成像的呼吸运动校正提供了一种方便、可行的解决方案。

本研究共有 6 名健康志愿者进行了自由呼吸的成像扫描。结果显示,毫米波雷达与呼吸引起的心脏运动具有良好的相关性。利用 EasySense,心脏磁共振成像质量显著改善,呼吸运动伪影得到有效抑制。

图注: 基于 EasyScan 的自由呼吸心脏成像示意图



ProCo智能前瞻式运动校正

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Comparison of Fat Navigators and Optical Camera Based Retrospective Motion Correction》(Digital Poster)

头动参数估计的准确性是决定头动矫正性能的关键因素,获取头动参数的常用方法包括导航图和光学相机。联影自主研发的 ProCo 智能前瞻式运动校正技术是基于光学运动追踪捕捉,在序列采集过程中实时进行前瞻性智能运动矫正,满足临床使用场景中对于可靠的运动追踪和实时校正反馈的需求,同时优化工作流,并提升患者舒适性。本篇选取上海科技大学宗小鹏研究员团队基于 ProCo 的研究成果进行详细介绍。

图注: 3D 摄像头集成磁共振设备,实现实时运动追踪校正,智能简化工作流

上海科技大学宗小鹏研究员团队对比了 FatNav 和 ProCo 两种头动跟踪技术在头动参数估计和磁共振图像头动伪影校正方面的性能。该研究使用两种头动跟踪技术在高分辨率 T2 加权自旋回波 (TSE) 序列中同时监测受试者的头动情况,共采集了 20 名成年健康受试者和 1 名儿童健康受试者的 3T MR 图像。研究结果表明,在轻微运动情况下,FatNav 和 ProCo 监测到的头动参数存在较大差异 (见图 D), (F-G));相反,当大幅头动时,两种方法得到的头动参数显示出较高的一致性 (见图 E))。然而,由于 FatNav 的时间分辨率 (~0.33 Hz) 相比 ProCo (30 Hz) 较低,因此存在遗漏突发头动的可能性。

图注: (A) 未矫正和矫正后的图像对比; (B-G) FatNav 和 ProCo 监测得到的头动轨迹曲线

研究结果表明,基于 FatNav 和 ProCo 的运动矫正技术均显著提升图像的脑脊液/白质边界清晰度,并且降低清晰度与头动严重程度的相关性 (见图 A)。

图注: (A) 未矫正和矫正后的图像中头动严重程度与图像清晰度 (低 FWHM 表示高清晰度) 的关系图。(B) 基于 FatNav 和 ProCo 矫正后图像清晰度对比图


uAIFI Technology

“类脑”时代 | Hi, uAIFI








uInnovation
共创改变——联影uInnovation全球创新大会官方账号,为客户与合作伙伴搭建一个临床与科研合作的创新平台、共享先验新知的交流平台。
 最新文章