利用血管內(nèi)光學(xué)相干斷層掃描圖像，一項(xiàng)新技術(shù)使識(shí)別斑塊侵蝕變得更加容易。研究人員創(chuàng)造了一種全新的人工智能（AI）技術(shù)，利用光學(xué)相干斷層掃描（OCT）圖像來(lái)自動(dòng)檢測(cè)心臟動(dòng)脈中的斑塊侵蝕情況。監(jiān)測(cè)動(dòng)脈斑塊是至關(guān)重要的，因?yàn)槿绻�斑塊瓦解，它可能會(huì)阻礙血液流向心臟，引發(fā)心臟病發(fā)作或其他危險(xiǎn)問(wèn)題。

來(lái)自中國(guó)電子科技大學(xué)的研究小組組長(zhǎng)Wang Zhao說(shuō)："如果動(dòng)脈內(nèi)壁的膽固醇斑塊開(kāi)始侵蝕，它可能導(dǎo)致流向心臟的血液突然減少，這被稱(chēng)為急性冠狀動(dòng)脈綜合征，需要緊急治療。我們的新方法可以幫助改善斑塊侵蝕的臨床診斷，并用于開(kāi)發(fā)心臟病患者的新療法"。

OCT是一種具有微米級(jí)分辨率的光學(xué)成像技術(shù)，可在血管內(nèi)利用它來(lái)產(chǎn)生冠狀動(dòng)脈的三維圖片，冠狀動(dòng)脈將血液輸送到心臟。盡管血管內(nèi)OCT正被醫(yī)生更頻繁地用于檢查斑塊的侵蝕，但由于產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，以及視覺(jué)上解讀圖像的難度，觀察者之間存在著相當(dāng)程度的差異。 

為了解決這個(gè)問(wèn)題，Wang與他所在機(jī)構(gòu)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)和哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院的醫(yī)務(wù)人員合作，在Yu Bo的指導(dǎo)下創(chuàng)建了一個(gè)自動(dòng)、客觀的方法，使用人工智能來(lái)識(shí)別基于OCT圖像的斑塊侵蝕。他們?cè)贠ptica出版集團(tuán)的《生物醫(yī)學(xué)光學(xué)快報(bào)》雜志上解釋了這種新方法，并證明它足夠準(zhǔn)確，可能作為臨床診斷的基礎(chǔ)。

"我們基于人工智能的新方法可以使用原始的OCT圖像自動(dòng)檢測(cè)斑塊侵蝕的存在，而不需要任何額外的輸入，"Wang說(shuō)。"客觀地自動(dòng)檢測(cè)斑塊侵蝕的能力將減少與診斷相關(guān)的費(fèi)力的人工評(píng)估。"

應(yīng)用人工智能

這種新方法包括兩個(gè)主要步驟。首先，一個(gè)被稱(chēng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能模型使用原始圖像和兩個(gè)形狀信息來(lái)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)斑塊侵蝕的區(qū)域。然后用一個(gè)基于臨床可解釋特征的后處理算法來(lái)完善最初的預(yù)測(cè)，這些特征模仿了專(zhuān)業(yè)醫(yī)生用來(lái)進(jìn)行診斷的知識(shí)。

"我們必須開(kāi)發(fā)一個(gè)新的人工智能模型，納入明確的形狀信息，這是用于識(shí)別OCT圖像中斑塊侵蝕的關(guān)鍵特征，"Wang說(shuō)。"底層的血管內(nèi)OCT成像技術(shù)也很關(guān)鍵，因?yàn)樗�是目前可用于診斷活體患者斑塊侵蝕的最高分辨率成像方式。"

當(dāng)OCT用于血管內(nèi)成像時(shí)，成像探頭在導(dǎo)管內(nèi)自動(dòng)向后拉，每次回拉都會(huì)產(chǎn)生數(shù)百?gòu)垐D像。研究人員用16張有斑塊侵蝕的臨床OCT圖像的回拉和10張沒(méi)有斑塊侵蝕的3224張圖像的回拉來(lái)測(cè)試他們的方法。該自動(dòng)方法正確預(yù)測(cè)了80%的斑塊侵蝕病例，有效預(yù)測(cè)值為73%。他們還發(fā)現(xiàn)，基于自動(dòng)方法的診斷甚至與三位有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生的診斷很匹配。

Wang說(shuō)："盡管需要進(jìn)一步的安全驗(yàn)證和監(jiān)管批準(zhǔn)，以便在病人身上獨(dú)立使用，但該技術(shù)可用于促進(jìn)斑塊侵蝕的診斷。這將涉及醫(yī)生對(duì)算法的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行最后檢查，然后確定急性冠狀動(dòng)脈綜合征的原因和最佳治療策略。"

新治療方法

該方法還可以通過(guò)消除耗時(shí)和繁瑣的人工圖像分析過(guò)程，對(duì)分析現(xiàn)有的大量OCT數(shù)據(jù)很有幫助。這可以幫助科學(xué)家改善斑塊侵蝕的識(shí)別和治療。例如，支架通常用于恢復(fù)急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者的血流減少，但最近的研究表明，一些藥物可能提供了一種創(chuàng)傷性較小的替代方法。

"伴隨著人工智能技術(shù)進(jìn)步，血管內(nèi)成像可以成為診斷冠狀動(dòng)脈疾病和治療計(jì)劃的一個(gè)極其寶貴的工具，"Wang說(shuō)。"在未來(lái)，這種新方法可以幫助醫(yī)生制定個(gè)性化的治療策略，對(duì)急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者進(jìn)行最佳管理"。

研究人員現(xiàn)在正在努力改進(jìn)他們的新技術(shù)，通過(guò)更好地納入3D信息和納入更多未標(biāo)記的數(shù)據(jù)來(lái)提高人工智能模型的性能。在未來(lái)，他們還計(jì)劃使用一個(gè)更大的數(shù)據(jù)集，包括一個(gè)全球人口來(lái)訓(xùn)練和評(píng)估該算法。他們還希望探索如何將其用于各種臨床情況，以進(jìn)一步證明其潛在的效用和價(jià)值。