| 随着人工智能和硬件技术的飞速进步，医学CT成像技术迎来了革命性的更新。特别是AI的引入，使得CT成像这一步入中年的技术重新焕发了生命力。AI在CT图像重建、病变检测、定量分析等方面的应用已逐步成熟和普及；与此同时，AI在提高CT成像质量、降低CT扫描剂量方面的应用前景也引发产业界、医学界及学术界的共同关注和广泛研究。 由邦勤资本、国药励展联合主办，中原科技城、松山湖科学城协办的“2024医疗器械核心技术论坛”于10月13日在深圳成功举办，论坛期间，来自西安交通大学的教育部长江学者、数据科学家、医学影像专家马建华教授，为大家分享了他带领的医工结合团队，如何使用AI工具赋能医学CT高清成像，并展望这一技术在未来的发展趋势。   1、CT装备是心脑肺重大疾病影像诊断之重器
CT设备在临床已得到广泛应用，通用CT、能谱CT和灌注CT是目前临床上主要应用的三种成像模态，为肺癌早期筛查、冠心病快速诊断、脑卒中快速诊断带来巨大的临床价值，成为心脑肺等重大疾病的重要影像诊断手段。但无论是通用、能谱还是灌注成像，其本质都是利用X射线对物质的衰减特性成像，会随之带来人体的辐射损伤。 2、CT技术不断发展革新的核心目标———追求精准、快速和低剂量 CT技术起源于实验室，经过学术界、工程界和产业界共同推动，实现了其在临床各学科的广泛应用。其早期经历了非螺旋CT、单排螺旋CT、多排螺旋CT等阶段，2005年首台双能谱CT面世，为CT成像技术带来了全新的视角；2021年西门子推出全球首台光子计数CT，让光子技术进入临床。尽管光子技术尚未完全成熟，但国内外企业和研究机构都在积极跟进，推动技术的发展。总结CT技术发展历程，基本围绕着提高精准度、加快扫描速度和降低扫描剂量这三个核心目标。这些都需要在CT的硬件和软件上取得平衡。  3、普通CT向高端CT发展时———面临三个主要技术挑战
当前普通CT向高端CT发展时面临三个主要技术挑战：首先是扫描速度的极限，业界最快的CT扫描速度已接近0.2秒，进一步提高会因离心力和风噪问题影响机械稳定性；其次是高辐射剂量问题，随着CT使用量的增加，以及一些宽探测器技术带来射线利用效率降低，辐射剂量相应提高，降低剂量成为CT影像领域的热点议题；第三是功能和定量成像在硬件方面提出更高挑战，尤其是光子计数CT技术，尽管西门子、GE、佳能等公司正在推动，国内企业如联影、东软等也正在积极追赶，但探测器技术和硬件尚未成熟，需要材料科学的突破以提高其临床应用效果。此外，传统的高速旋转CT还可能被新型静态光源技术所替代。  4、AI可在硬件给定的情况下，赋能低剂量成像
CT成像技术分为生成数据的硬件和处理数据的软件两部分，软件部分通过数学算法将数据转化为图像。为了降低X射线的致癌风险，AI算法被用来提升低剂量下的图像质量，同时减少对人体的辐射伤害，这个领域一直是马教授和团队的重点研究方向之一。 通过AI算法，可以从扫描协议开始对探测器获得的信号进行校正，消除噪声和物理上的不理想因素，然后通过数学算法将这些信号转化为医生可以解读的图像。这一过程中，AI可以在多个环节发挥作用，包括信号校正、图像重建等。通过全链条的建模和优化，AI技术能够显著提升低剂量CT成像的诊断效能。 5、布式低剂量CT的产品化落地和未来展望 基于前述低剂量AI算法研究成果，马教授团队进一步完成了基于云端部署的分布式CT平台搭建和产品化，通过云端数据采集、云端成像，大幅降低终端CT设备硬件要求和扫描剂量，从而实现CT设备的低成本、低剂量、普及化。目前团队已经实现同等成像质量下，将扫描剂量降低至传统扫描的30%至10%。 随着AI算法和算力的进一步提升，未来有望将这一数字降低至当前剂量的百分之一，此设想目前已得到学术界的前期验证。 6、互动交流 问：CT生成的序列图像，从大模型的角度可以理解为一个文本系列，这是非常典型的多模态转化的任务，是否有在图像大模型上进行布局？比如基于很多CT数据生成一个模型，这个模型对CT的物理世界有技术认知，从而更好地完成CT数据处理和去噪等任务。 答：CT比较特殊，它的物理机制非常清晰，一套数据可以生成无限多的数据，因此不需要AI生成模型，但可以利用大模型来解决不同CT设备成像物理与成像几何的适配挑战。 问：我看过您的软件，效能不错。但针对高端CT机，国产设备在球管技术上与进口存在差距，您的产品在顶级CT上应用是否能降低对球管性能的要求，帮助国产高端CT弥补这一不足？未来在高端应用方面有何进展？ 答：我们的技术可以同时赋能普通CT和高端CT。高端CT的球管成本高昂，通过低剂量算法技术可降低对球管性能的要求，增加球管使用寿命，从而节省成本并提升效益。此外，高端CT的数据量和信息含量远超过普通CT，我们正在研究如何结合成像算法，挖掘这些数据中的深层信息，以支持临床诊断。低剂量算法在支持高端CT临床应用方面已呈现出了巨大优势和潜力。 |
