[科学技术]我国人工智能头颈CTA血管重建研究获突破

科技日报记者马爱萍

记者获悉，几天前，首都医科大学宣武医院教授路捷在《自然》杂志的副刊《自然传播》上发表了一篇研究论文。

本研究首次利用三维卷积神经网络设计开发了一种用于头颈部cta(ct血管造影)血管分割的后处理系统，该系统可以自动完成头颈部cta血管的重建，并通过人工智能(ai)自动去除骨骼，从而提高了准确性，避免了二次扫描，降低了患者的辐射剂量。本文第一作者是首都医科大学宣武医院傅坤医生，通讯作者是路捷。

目前，头颈部cta的图像后处理主要依靠技术人员手工绘制和重建，患者的平均后处理时间约为20-30分钟。随着头颈部cta检查次数的增加，后处理重建技术人员的工作压力也逐渐增加。同时，由于头颈部血管曲折，与颅骨关系密切，对人工智能的算法也提出了更高的要求。本研究采用基于生理解剖结构分区的三维神经卷积网络对主动脉弓、颈动脉和颅内动脉进行精确分割和提取，并结合连通生长预测网络(cgpm)完成头颈部cta血管重建。

大脑皮层系统中骨骼分割和血管分割的流程图

在这项研究中，共有18，766名患者(9，370名男性和9，396名女性，平均年龄为63.2岁)在多中心接受了头颈部cta，以构建模型。在那之后，152个cta图像被前瞻性地纳入人工智能重建和技术人员手动重建之间的比较。本文还对宣武医院2019年7月至11月的系统应用情况进行了总结和分析。

人工智能重建与人工重建图像质量的比较

专家表示，本次研究报道的人工智能cta后处理重建是国内首次大规模的头颈部血管分割提取研究。研究结果不仅体现了卷积神经网络在医学图像后处理中的应用优势，也体现了人工智能后处理重建系统的临床应用价值和潜力。未来，人工智能有望继续为促进疾病准确诊断、优化医疗服务流程、提高医疗服务效率做出更大贡献。