十三五期间,我国将脑科学与类脑研究列为「科技创新2030-重大项目」,「中国脑计划」的跨越式发展提上日程。
重大的科学问题,往往也是工程问题。在此背景下,联影智能研发脑结构人工智能分析系统,解码大脑「三磅宇宙」,发现脑疾病预警信号,全面赋能临床、科研和体检等多场景,为推动「中国脑计划」助一臂之力
解码大脑:脑结构人工智能分析系统助力探秘「三磅宇宙」
对大脑的分割量化是深入了解大脑结构和功能的关键步骤,对于研究大脑发育、疾病诊断及治疗也有重要意义。
但当前的大脑结构量化测算依赖医生人工勾勒和划分,这不仅耗时耗力,且难以在随访中保持相同标准。虽然现有Freesufer等工具可以供医生进行脑区自动分割,但因算法相对传统以致处理速度慢(需要7~8小时/例),且该软件使用过程复杂,不适合低年资或科研经验相对少的医生,总体使用门槛较高。对于广大临床脑科学科研工作者而言,亟需一款快速、精准的脑结构应用。
为帮助医生更好地实现对「三磅宇宙」的细致探秘,进而推动脑科学研究,联影智能开发脑结构人工智能分析系统,帮助医生自动勾画大脑子结构,快速精准地实现大脑111个脑区分割,并且将自动分割好的脑区按照中等脑区和疾病分类来展示。
联影智能脑结构人工智能系统可自动计算脑区体积、不对称性指数、MTA评分等多维分析指标。医生能够根据这些参数结果对脑萎缩、神经退行性疾病做定量分析,做出进一步诊疗方案以及预后跟踪随访计划。
同时,联影智能脑结构人工智能分析系统也能够一键生成适应多应用场景的图文报告。对于临床场景,报告内容简洁明了、专业性强,提供数据统计和图表分析,辅助医生进行科研和疾病诊断。针对体检场景,报告则分为脑萎缩风险评估、神经退行性疾病风险评估、健康指南三大板块,以通俗易懂的语言及图表呈现,使患者更易理解自己的健康状况,节省医患沟通成本,还支持自定义医院/体检中心logo。
探究「生命之始」脑结构人工智能分析系统助力绘制中国婴幼儿脑图谱
0-6岁是大脑发育的关键期,亦是自闭症等脑疾病患儿的黄金治疗年龄。追根溯源,我们迫切需要通过脑发育的基础研究,绘制出适用于中国婴幼儿的「大脑地图」,掌握婴幼儿大脑结构、功能及发育轨迹,获悉疾病背后的产生机理,更早识别、治疗「未解之病」。
然而,婴幼儿脑体积小,大脑灰质和白质的对比度低,且随着年龄增长,脑组织对比度还会发生较大变化,比如2周的婴幼儿和12个月的婴幼儿相比,脑灰质和白质对比度完全颠倒、6个月的婴幼儿脑灰质和白质边界难以分清,加之伪影等问题让婴幼儿脑结构的识别更为棘手,对婴幼儿脑影像的分割和量化也提出更高要求。主流脑分析软件的数据处理效果有限、耗时久,且各种软件种类繁多、处理流程存在差异,难以对不同软件的处理结果进行比较和合并分析,增加了大规模数据集处理分析的难度。
为帮助科研人员和医生更加细化地了解婴幼儿大脑,联影智能推出uAI儿童脑科学研究平台。该平台依托联影智能脑结构人工智能分析技术的积累,人工智能算法处理大脑影像数据,实现全自动完成多个大脑子结构的定位、分割,并对脑区的结构、功能和连接进行三个维度的量化分析,帮助科研人员和医生更加细化地了解婴幼儿大脑。该平台已搭载于uAI科研平台,相关技术模型也将一并嵌入,以供科研者灵活调用,赋能科研者开展更多开创性研究。
攻关阿尔兹海默病早筛瓶颈让世界少一些「走失老人」
神经退行性疾病多发于老年人,且发病隐匿,病程进展缓慢,不易察觉。常见的神经退行性疾病包括:阿尔茨海默病、帕金森病、额颞叶痴呆等。这些疾病往往随时间推移而发生恶化,大脑灰质损伤严重,进而出现功能障碍。实现相关疾病的早筛早查,能够控制疾病进程,提高生活质量。
「阿尔兹海默病的结构和功能影像人工智能早期检测和定量评估」启动会于澳门正式召开
其中,针对阿尔兹海默病精准早筛的痛点和难点,联影智能携手复旦大学附属华山医院和澳门镜湖医院两家顶尖医院,联合组建医工团队攻关,发挥资源互补优势。通过人工智能脑影像精准量化与随访评估、结构与功能影像的融合及多组学分析等技术,研制模型鲁棒性高、泛化能力强的阿尔兹海默病智能诊断系统,以突破阿尔兹海默病早筛瓶颈。
基于联影智能脑结构人工智能分析技术,项目将建立多时间点、多模态(如MRI、PET影像)影像数据集,同时整合神经心理测验量表、诊断及随访信息,以多视角观察疾病全景,从源头大幅提升阿尔兹海默病智能诊断系统在早期诊断、评价和预测的敏感性、特异性和准确性,同时也为阿尔兹海默病智能诊断系统在多场景下的应用奠定基础,切实提升阿尔兹海默病早筛系统的应用价值。成果落地后,不仅将辅助医生智能阅片,实现对阿尔兹海默病的早期精准诊断,还能完成对阿尔兹海默病患者的随访、动态监测患者疾病发展情况,让世界少一些「走失老人」。