中風(fēng)后的最初幾個(gè)小時(shí)至關(guān)重要。為了能夠有效地治療患者，醫(yī)生必須快速定位受損血管并確定發(fā)生了哪種中風(fēng)。在大多數(shù)情況下，要么破裂的血管將血液釋放到大腦中，要么血栓阻塞了大腦中的血管。經(jīng)歷第二種中風(fēng)的患者被處方藥物溶解血凝塊。然而，如果將這種藥物用于第一種類型的患者，它會(huì)使血液流動(dòng)，只會(huì)使出血惡化。
然而，醫(yī)生必須迅速采取行動(dòng)，因?yàn)橹酗L(fēng)治療得越快，出現(xiàn)嚴(yán)重后果的可能性就越低。“中風(fēng)患者在到達(dá)醫(yī)院后立即接受 MRI [磁共振成像] 掃描，”正在完成生命科學(xué)碩士學(xué)位的 Antoine Madrona 說(shuō)。“掃描用于確認(rèn)它確實(shí)是中風(fēng)并確定是什么類型，以便開(kāi)出正確的治療方法。”
將人工智能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像
對(duì)大量數(shù)據(jù)集進(jìn)行分類以生成預(yù)測(cè)的深度學(xué)習(xí)算法可以幫助醫(yī)生做出正確的診斷。他們可以向放射科醫(yī)生展示他們應(yīng)該將注意力集中在哪里，提供有關(guān)血管損傷位置、大小和數(shù)量的定量信息，并加快選擇治療的過(guò)程。作為碩士項(xiàng)目的一部分，Madrona 幫助開(kāi)發(fā)了一種基于擴(kuò)散加權(quán)磁共振成像 (DW-MRI) 數(shù)據(jù)的算法——一種利用水分子擴(kuò)散來(lái)產(chǎn)生圖像對(duì)比度的 MRI 形式。
Madrona 從瑞士多家醫(yī)院獲得的 DW-MRI 數(shù)據(jù)集極其異構(gòu)。“我很驚訝地看到來(lái)自不同醫(yī)院的圖像差異如此之大，”他說(shuō)。“我沒(méi)想到會(huì)看到這么少的標(biāo)準(zhǔn)化。”
換句話說(shuō)，同一位患者在兩家不同的醫(yī)院接受核磁共振檢查，最終會(huì)得到兩張截然不同的圖像。這是由于機(jī)器型號(hào)和圖像采集協(xié)議的變化。“沒(méi)有國(guó)家甚至國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，”Madrona 說(shuō)。“每家醫(yī)院都使用自己的磁脈沖序列，并設(shè)置自己的脈沖方向和強(qiáng)度。所有這些都會(huì)影響圖像對(duì)比度和整體外觀。”
數(shù)據(jù)安全
為了確?；颊叩臄?shù)據(jù)保密，Madrona 在他的算法中使用了聯(lián)合學(xué)習(xí)方法。這種方法需要跨多個(gè)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練算法，但它們之間不交換任何數(shù)據(jù)。目前市場(chǎng)上的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)都沒(méi)有采用聯(lián)合方法。“我對(duì)如何使用去中心化算法來(lái)保護(hù)患者數(shù)據(jù)特別感興趣，”他說(shuō)。“這涉及到一個(gè)重要的倫理問(wèn)題，我認(rèn)為需要在醫(yī)療保健行業(yè)更廣泛地解決這個(gè)問(wèn)題。患者保密不應(yīng)該是為更有效的診斷付出的代價(jià)。”現(xiàn)年 25 歲的 Madrona 打算朝這個(gè)方向發(fā)展。
他的碩士項(xiàng)目還沒(méi)有完全結(jié)束，但 Madrona 已經(jīng)將其視為一次積極的經(jīng)歷。該算法最終可以幫助放射科醫(yī)生分析中風(fēng)，無(wú)論醫(yī)院、MRI 機(jī)器或使用的圖像采集協(xié)議如何。“我的項(xiàng)目真正激勵(lì)我的是它可以直接為臨床應(yīng)用帶來(lái)的具體好處，”他說(shuō)。
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