سرعت هوش مصنوعی، ابری و مافوق صوت تصاویر را مشخص تر، واضح تر و سرشار از اطلاعات دقیق می کند. تصویربرداری پزشکی فاصله زیادی با روزهای اولیه سی تی اسکنر و دستگاه های ماموگرافی داشته است. با استفاده از تصویربرداری پزشکی سه بعدی، متخصصان مراقبت های بهداشتی می توانند از زوایای جدید، واضح و جزئیات جدیدی استفاده کنند که درک بهتری از قسمت بدن مورد بحث را ارائه می دهد. این ها همه در حالی است که دوز تابش برای بیماران کاهش می یابد.
دکتر فرانک ریبیکی، استاد و رئیس بخش رادیولوژی دانشگاه اوتاوا و رئیس تصویربرداری پزشکی در بیمارستان اتاوا می گوید: “رادیولوژی مدرن کاملاً به تجسم سه بعدی وابسته است.” “این بخشی از فرهنگ رادیولوژی است.”
علاوه بر حجم، تصویربرداری پزشکی سه بعدی تصویر واضح تری از رگ های خونی و تصاویر واضح تر از استخوان ها ارائه می دهد.
آنچه این امکان را فراهم کرده است، تحولات در شبکه، قدرت کامپیوتر و نرم افزار و همچنین “هزار برابر افزایش سرعت شبکه” است؛ زیرا پهنای باند موجود برای انتقال تصاویر پزشکی از ۱۰ مگابیت در ثانیه به ۱۰ گیگابیت در ثانیه افزایش یافته است. طبق گفته گوردون هریس، مدیر خدمات تصویربرداری سه بعدی در بخش رادیولوژی بیمارستان عمومی ماساچوست، که برنامه تصویربرداری بیمارستان را تقریباً ۲۰ سال پیش آغاز کرد.
هریس می گوید: “این افزایش سرعت شبکه ما را قادر می سازد تا با مجموعه داده های بسیار بزرگتر کار کنیم، تا بتوانیم آنها را بارگیری و جابجا کنیم.” “این سرعت شبکه بهبود یافته به شما امکان می دهد تا مدل های میزبان سرور و مشتری در دسترس ما باشد و ما بتوانیم پرونده ها را برای سایر بیمارستان ها و مراکز تصویربرداری پردازش کنیم.”
تکامل و تاریخچه تصویربرداری پزشکی
در طول دو دهه گذشته، هریس مشاهده کرده است که تعداد موارد تصویربرداری پزشکی سه بعدی از دو مورد در روز در ماه اول خود به حدود ۱۳۰ مورد در روز در سال ۲۰۱۸ افزایش می یابد. هنگامی که هریس کار خود را با تصویربرداری سه بعدی آغاز کرد، اسکنرها داده های بسیار کمتری را به دست آورده و فقط تصاویر تک برش تولید می کردند. نتیجه تصاویر با وضوح پایین تر بود که نویز زیادی را شامل می شد.
هریس می گوید: “فناوری اسکنر در ایجاد مجموعه داده هایی که می توانند تصاویر سه بعدی با وضوح بسیار بالاتر و نویز و مصنوعات کمتر را واضح تر کنند، بسیار پیشرفته تر شده است.” “این فناوری اساسی، عملکرد و قابلیت های نرم افزاری سه بعدی را بهبود بخشیده است.”
کیمبرلی پاول، معاون رئیس بهداشت و درمان در شرکت فناوری Nvidia، خاطرنشان می کند که تصویربرداری پزشکی خصوصاً در مورد این تعداد برش پیشرفت کرده است. طی دهه گذشته این شرکت با رادیولوژیست ها و تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی برای طراحی مجدد زیرساخت های محاسباتی موجود در تصویربرداری پزشکی مانند سونوگرافی MRI و اشعه X همکاری کرده است. در روزهای اولیه CT ، رادیولوژیست ها در هر قسمت بین چهار تا ۱۶ برش را در بدن می گرفتند. اکنون آنها می توانند در یک مطالعه با صدها یا حتی هزاران برش عکس بگیرند.
پاول می گوید: “این تعداد برش به ما امکان می دهد وضوح تصویری که در حال ضبط هستیم را افزایش دهیم و همچنین دقیق تر مدل 3D آناتومی را نشان می دهیم.”
با این حال، هنوز تصویربرداری پزشکی به اوج خود نرسیده است. در اینجا پنج نوع تصویربرداری پزشکی وجود دارد که با ارتقا تصاویر پزشکی سه بعدی در حال پیشرفت هستند و با سرعت و قدرت بیشتری در اختیار بیمارستان ها و رادیولوژیست ها قرار دارند:
۵ نوع تصویربرداری پزشکی تحت تأثیر تجسم پزشکی 3D
۱. ارائه سینمایی، تصویری واضح تر از ساختارهای پیچیده را ارائه می دهد
از آنجا که پزشکان به دنبال بررسی مناطق پیچیده بدن مانند قلب هستند، یک فناوری جدید معروف به ارائه سینمایی می تواند به کمک بیاید. این فناوری که توسط دکتر الیوت فیشمن، مدیر تصویربرداری تشخیصی و CT بدن و استاد رادیولوژی و علوم رادیولوژی در پزشکی جان هاپکینز ساخته شده است، با ادغام اسکن های سه بعدی CT یا 3D MRI با تجسم حجمی و همچنین سایر تصاویر تولید شده توسط رایانه، تصاویر فوتورالیستی تولید می کند. این فن آوری. هنگام تشخیص بیماری ها، جراحی و برنامه ریزی برای درمان به پزشکان کمک می کند. ارائه سینمایی به متخصصان مراقبت های بهداشتی اجازه می دهد تا بافت بیشتری از آناتومی را مشاهده کنند.
دقیقاً مانند چگونگی ردیابی اشعه که باعث می شود پوست فرد در فیلم واقعی و متخلخل به نظر برسد، ارائه سینمایی نگاه بهتری به بافت تومورها می دهد که می تواند اطلاعات بیشتری را در اختیار پزشکان برای تشخیص سرطانی بودن یا نبودن تومور قرار دهد.
پاول می گوید: “با این فناوری با دقت بیشتری می توانیم بافت ها را به عنوان انسان – بافت آناتومی یا تومور – ارائه دهیم و تجسم کنیم.”
۲. توموزینتز، تشخیص سرطان پستان را بهبود می بخشد
تصویربرداری از پستان از ماموگرافی 2D سنتی به توموسنتز سه بعدی (گاهی اوقات به عنوان ماموگرافی سه بعدی نیز گفته می شود) پیشرفت کرده است، که به رادیولوژیست ها اجازه می دهد تصاویر را در چندین زاویه گرفته و بافت ها را در عمق های مختلف به جای یک مجموعه عکس واحد نشان دهند. هریس خاطرنشان می کند: این می تواند به رادیولوژیست ها اجازه دهد چیزها را با وضوح بیشتری در یک مجموعه داده 3D ببینند.
هریس توضیح می دهد: “نشان داده شده است که توموسنتز مراقبت برای تشخیص سرطان پستان را بهبود می بخشد و حساسیت بیشتری به ویژه در بیمارانی که در معرض خطر بالا هستند یا سینه های متراکم دارند، دارد”. “این کمک می کند تا مواردی را که ممکن است سوتعبیر شوند و به طور بالقوه سایر مصنوعات هستند، تفکیک کنند. این یک پیشرفت بزرگ نسبت به ماموگرافی ۲ بعدی بوده است. “
۳. هوش مصنوعی تصویربرداری پزشکی را تا سطح بعدی انجام می دهد
پنج سال گذشته، به لطف ترکیب قدرتمند هوش مصنوعی و تصویربرداری پزشکی سه بعدی، پیشرفت چشمگیری در تصویربرداری داشته است. به گفته پاول در کنفرانس فناوری GPU در ماه مارس، انویدیا Project Clara ، یک “ابر رایانه مجازی هوش مصنوعی پزشکی” را ارائه داد که قابلیت محاسبات سریع را ارائه می دهد و می تواند ارائه حجم 3D را مدیریت کند.
هوش مصنوعی می تواند کارایی را به تصویربرداری پزشکی تزریق کند، خصوصاً در مورد تشخیص اندام ها یا ناهنجاری ها. به عنوان مثال، با ترکیب تجسم تصویر و هوش مصنوعی، متخصصان قلب می توانند کسر جهشی – درصد خون پمپ شده از طریق قلب هر بار که منقبض می شود – را در مدت زمان بسیار کوتاهتری بدون نیاز به مرتب سازی در مجموعه داده های عظیم و بررسی آناتومی توسط بینایی اندازه گیری کنند.
پاول می گوید: “اغلب اوقات متخصصان قلب و رادیولوژی تجربه دارند، بنابراین آنها فقط به طور ذهنی می دانند که چه اتفاقی می افتد، اما هوش مصنوعی قادر است اندازه گیری دقیق و سختی را انجام دهد تا واقعاً به همان اندازه که می تواند تشخیص را افزایش دهد “.
۴. نقشه های آنژیوگرافی توموگرافی کامپیوتری سه بعدی ناهنجاری های عروقی
در بیمارستان عمومی ماساچوست، هریس در تلاش و کار بر روی آنژیوگرافی توموگرافی کامپیوتری سه بعدی (CTA) است، که در آن متخصصان پزشکی می توانند عروق شریانی و وریدی را با استفاده از روش CT تجسم کنند. هریس و تیمش از CTA برای نقشه برداری از تنگی مجراها ، آنوریسم ها، تشریح و سایر ناهنجاری های عروقی استفاده می کنند.همراه با تصویربرداری سه بعدی ، متخصصان پزشکی می توانند درک بهتری از آنچه که در آناتومی و آسیب شناسی مشاهده می کنند و همچنین مصنوعات بالقوه دریافت کنند.
هریس می گوید: “در جایی که اسکن CTA ممکن است صدها تصویر مقطعی داشته باشد، تکنسین های سه بعدی ما می توانند به طور خلاصه مجموعه کوچکی از تصاویر سه بعدی را برای این مورد خلاصه کنند تا رادیولوژیست ها و پزشکان مراجعه کننده بتوانند آن را بدون نیاز به انجام تمام پردازش ها به طور موثر بخوانند.” تصاویر”رادیولوژیست سپس می تواند روی کار بالینی، تحقیق و آموزش تمرکز کند.”
علاوه بر این، اگرچه ام آر آی و سی تی اسکن به صورت ۲ بعدی شروع می شوند، اما می توانند با دستکاری در نرم افزار سه بعدی به سه بعدی تبدیل شوند. با این وجود، هریس توضیح می دهد: “این به صورت پیش فرض سه بعدی نیست، اما می توانید مجموعه ای از داده های ۲ بعدی را تهیه کرده و به روش های مختلف به صورت سه بعدی تنظیم کنید.”
۵. ULTRASOUND 3D روند تصویری را ساده می کند
در سونوگرافی سه بعدی، سونوگرافی ها از یک کاوشگر برای بررسی آناتومی بیمار استفاده می کنند. آنها علاوه بر عکس های فوری، جاروبرقی های سه بعدی را ضبط می کنند و تصاویر را به یک ایستگاه کاری سه بعدی می فرستند. سپس یک تکنسین سونوگرافی سه بعدی تصاویر را مرور کرده و نماهای سه بعدی اضافی را قبل از مراجعه به رادیولوژی ایجاد می کند.
هریس می گوید: ” متخصصات خواهند فهمید که آیا اپراتور سونوگرافی کامل آناتومی را با اسکن گرفته است، یا اینکه کیفیت تصویر ضعیفی وجود دارد یا چیزی را از دست داده اند.” “آنها می توانند در صورت لزوم از سونوگراف بخواهند که اسکن را بروز کنند.”
قبل از سونوگرافی سه بعدی، رادیولوژیست ها باید از نظر جسمی به هر اسکن مراجعه کرده و بیمار را چک کنند، زیرا وقتی بیمار محل را ترک میکند، هیچ تصویر دیگری نمی توان بدست آورد. اگر بعداً سوالاتی وجود داشت، بیمار مجدداً برای اسکن مجدد فراخوانده می شود که طبق گفته هریس، رادیولوژی جبران نمی شود.در سال ۲۰۰۳، هریس و تیم او شروع به استفاده از یک ضمیمه برای کاوشگر کردند که “یک حرکت رفت و برگشتی آهسته از آناتومی” را انجام می دهد و اطلاعات را به عنوان یک مجموعه داده سه بعدی بازسازی می کند.
هریس می گوید: “اگر چیزی در تصاویر فوری باشد که آنها به وضوح نمی بینند، ما می توانیم بدون نیاز به تماس مجدد بیمار، نماهای اضافی را از داده های خام بازسازی کنیم.” این فرایند نه تنها باعث بهبود کارایی رادیولوژیست ها، سونوگرافی ها و بیماران می شود، بلکه انعطاف پذیری را نیز در این فرآیند ایجاد می کند؛ زیرا اکنون می توان معاینات سونوگرافی را در ساعات خاموش و در سایت های تصویربرداری ماهواره انجام داد.
آینده تصویربرداری پزشکی: هوش مصنوعی، ابر و فراتر از آن
در حالی که سنسورهای پزشکی در دو دهه گذشته نقشی اساسی در تصویربرداری داشته اند، اما رویکردهای آینده حول محاسبات و قدرت محاسبات با شدت بیشتر خواهد بود. محاسبه و هوش مصنوعی کارایی تصویر را کارآمدتر کرده و زمان های دستیابی به تصویر را کوتاه می کند. علاوه بر این، این زمینه احتمالاً داده های تصویربرداری پزشکی میزبانی-ابری بیشتری را مشاهده می کند.
هریس می گوید: “ما با استفاده از سرورهای محاسباتی و قدرت محاسباتی با شدت بیشتری که می توان از راه دور میزبان آنها بود، حرکت بیشتری نسبت به برنامه ها و فن آوری های میزبانی ابری مشاهده می کنیم.”
هریس می گوید:”ما در حال تلاش برای جایگزینی تقسیم بندی بهتری هستیم که به ما امکان می دهد نتایج را در زمان کمتری تولید کنیم.” “ما مواردی داریم که یک تا دو ساعت طول می کشد و اگر بتوانیم با استفاده از الگوریتم های پیشرفته این زمان را به نصف کاهش دهیم، واقعاً عالی خواهد بود.”
علاوه بر این، هوش مصنوعی به رادیولوژیست ها کمک می کند تصاویری را که نمی توانند با چشم انسان ببینند، تشخیص دهند.
هریس می گوید:”مقدار زیادی داده در تصاویر وجود دارد که در حال حاضر از دست می رود زیرا چشم انسان قادر به پردازش آن نیست.” “با کمک هوش مصنوعی، اطلاعات عظیمی وجود دارد که می توان کمی از آن داده ها جمع آوری کرد و به رادیولوژیست و پزشکان ارجاع داد تا در تشخیص و برنامه ریزی درمانی کمک کنند.”
پاول با داشتن فناوری هایی مانند تصویربرداری پزشکی سه بعدی و هوش مصنوعی در اختیار پزشکان فکر می کند متخصصان پزشکی می توانند “ابرانسان” شوند.
وی درباره تصویربرداری سه بعدی می گوید: “این یک ابزار کاملاً جدید در جعبه ابزار آنها است.” “این تکنولوژی، ابرقدرت های فوق العاده باورنکردنی دارد.”
منبع: سایت healthtechmagazine.net
