近期，醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的行業(yè)頭部盛會(huì)——2023美國(guó)核醫(yī)學(xué)與分子影像學(xué)會(huì)年會(huì)(SNMMI 2023)在美國(guó)伊利諾伊州芝加哥落下帷幕，主題為“關(guān)愛(ài)患者(Eye on the Patient)”。
據(jù)悉，本屆SNMMI是有史以來(lái)參會(huì)人數(shù)最多的一屆會(huì)議，共吸引了8000名來(lái)自學(xué)界、醫(yī)療機(jī)構(gòu)與設(shè)備廠商的專(zhuān)業(yè)人員參會(huì)，涵蓋130多場(chǎng)科學(xué)會(huì)議、研討會(huì)等等。
作為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最前沿學(xué)術(shù)的理論陣地與技術(shù)創(chuàng)新“風(fēng)向標(biāo)”，本屆SNMMI同樣干貨滿滿。具體來(lái)看，多項(xiàng)重磅研究與最新技術(shù)應(yīng)用成果在會(huì)議上亮相，比如今年的年度影像花落針對(duì)胰腺癌的新型診斷治療法，全球知名的AI醫(yī)學(xué)影像公司深透醫(yī)療攜PET加速成像產(chǎn)品在會(huì)上亮相，西門(mén)子醫(yī)療、聯(lián)影醫(yī)療也帶來(lái)了最新的掃描儀。
在行業(yè)趨勢(shì)方面，不難洞察到兩大主旋律。
一是呼應(yīng)大會(huì)主題“關(guān)愛(ài)患者”，theranostics(治療診斷學(xué))成為業(yè)內(nèi)一門(mén)顯學(xué)，精準(zhǔn)醫(yī)療與患者關(guān)懷再次成為行業(yè)主基調(diào)。
二是AI仍是推動(dòng)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不斷進(jìn)步、迭代的主要?jiǎng)恿Γ啾韧辏瑯I(yè)內(nèi)對(duì)AI的討論更為深入、務(wù)實(shí)。
多項(xiàng)重磅新成果發(fā)布
1、年度影像公布：新的診斷治療方法造福胰腺癌患者
每年，作為年會(huì)傳統(tǒng)節(jié)目，SNMMI都會(huì)選出一幅年度影像，作為最能體現(xiàn)核醫(yī)學(xué)和分子成像領(lǐng)域前沿進(jìn)展的成果。
今年，一組68Ga-DOTA-5G和177Lu-DOTA-ABM-5G圖像被選為年度影像。據(jù)悉，該研究由加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的一組研究人員進(jìn)行，旨在探索一種新的治療診斷方法，以助力胰腺癌的早期檢測(cè)和有效治療。
(A. 68Ga-DOTA-5G PET/CT圖像(注射后一小時(shí))。B. 177Lu-DOTA-ABM-5G SPECT/CT圖像(注射后一天)。C. 177Lu-DOTA-ABM-5G全身平面圖像(正面，注射后一天)。D. 177Lu-DOTA-ABM-5G全身平面圖像(背面，注射后一天)。)
據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)的估計(jì)，2023年將有超過(guò)64,000人被診斷出患有胰腺癌，而超過(guò)50,000人將因此病而喪生，生存率僅為12%。而根據(jù)該研究，對(duì)新型診斷及治療配對(duì)藥物68Ga-DOTA-5G / 177Lu-DOTA-ABM-5G的首次人體評(píng)估證實(shí)，其能夠成功檢測(cè)轉(zhuǎn)移性胰腺癌并可視化該疾病的靶向治療。這對(duì)組合在患者中具有良好的耐受性，并有可能在轉(zhuǎn)移性胰腺癌和其他癌癥患者的臨床護(hù)理和治療方面取得重大進(jìn)展。
據(jù)悉，在該研究中，研究者招募了轉(zhuǎn)移性或局部晚期胰腺癌患者，通過(guò)對(duì)17名患者進(jìn)行68Ga-DOTA-5G PET/CT掃描，以及對(duì)14名患者進(jìn)行177Lu-DOTA-ABM-5G的治療，研究者發(fā)現(xiàn)兩種藥物均被良好耐受，未觀察到與藥物相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。此外，68Ga-DOTA-5G的PET/CT成像能夠檢測(cè)到骨骼、肺部和肝臟的轉(zhuǎn)移病灶，而177Lu-DOTA-ABM-5G放射治療劑則被腫瘤吸收并保留在示蹤劑檢測(cè)到的腫瘤中。
據(jù)研究人員介紹，這樣的研究成果，也為胰腺癌以外的惡性腫瘤患者進(jìn)一步進(jìn)行臨床試驗(yàn)鋪平了道路，包括但不限于非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌和頭頸癌患者。未來(lái)，轉(zhuǎn)移性疾病患者的臨床護(hù)理和治療有望顯著改善。
據(jù)介紹，該研究的I期研究階段預(yù)計(jì)將于2023年夏季完成，隨后將于2023年秋季、冬季進(jìn)行第二、第三期招募，分別針對(duì)轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者、任何原發(fā)癌癥的轉(zhuǎn)移性腫瘤患者。
2、軟件：AI技術(shù)使PET成像速度提高了75%
在軟件領(lǐng)域，AI醫(yī)療影像公司深透醫(yī)療(Subtle Medical)在SNMMI年會(huì)上展示了旗下革命性的SubtlePET?軟件，該軟件利用AI技術(shù)使PET成像速度提高了75%。
據(jù)介紹，作為一種突破性的解決方案，SubtlePET獨(dú)有的去噪算法，能在不損失圖像質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性的情況下減少成像時(shí)間，做到影像質(zhì)量提升、降噪和提升分辨率。對(duì)于等醫(yī)療機(jī)構(gòu)而言，SubtlePET能在醫(yī)院、影像中心的任何品牌的掃描儀上實(shí)現(xiàn)更快的PET成像，最新的SubtlePET 2.0版本涵蓋了PSMA(前列腺)癌癥放射試劑、阿爾茲海默病的Amyloid淀粉樣蛋白核素等多款放射性示蹤劑，并提供了更好的性能，可以更好的賦能精準(zhǔn)醫(yī)療和診療一體化應(yīng)用。
應(yīng)用SubtlePET?前后的PET圖像對(duì)比
更快的醫(yī)學(xué)成像的優(yōu)勢(shì)在于提高患者的舒適度。傳統(tǒng)的PET成像通常要求患者長(zhǎng)時(shí)間保持靜止，導(dǎo)致不適和焦慮，而SubtlePET通過(guò)加快成像而減輕了患者的壓力，帶來(lái)更好的醫(yī)療體驗(yàn)。
此外，更快的成像使醫(yī)療機(jī)構(gòu)能夠增加收入并優(yōu)化資源利用。通過(guò)縮短掃描時(shí)間，SubtlePET允許醫(yī)療提供者一天內(nèi)掃描更多患者，從而提高吞吐量和患者數(shù)量。此外，減少的成像時(shí)間使技術(shù)人員能夠更有效地遵守時(shí)間表，實(shí)現(xiàn)更順暢的運(yùn)作和提高患者護(hù)理水平。
目前，該軟件已成功在全球15個(gè)不同的國(guó)家安裝，應(yīng)用于Hoag醫(yī)院和Middlesex健康等美國(guó)著名醫(yī)療機(jī)構(gòu)，顯著優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)備的質(zhì)量和效率，提升患者體驗(yàn)。
3、硬件：多款新型PET/CT掃描儀亮相
在硬件方面也看點(diǎn)十足。
比如，西門(mén)子醫(yī)療在今年的SNMMI上展示了全新的PET/CT掃描儀——Biograph Vision.X。
據(jù)悉，該掃描儀采用Optiso超動(dòng)態(tài)范圍探測(cè)器技術(shù)，通過(guò)硅光倍增管(SiPMs)提供了卓越的空間分辨率。它還具備178皮秒的飛行時(shí)間，能夠顯著提升患者吞吐量，并減少患者的輻射暴露。
此外，Biograph Vision.X利用AIDAN智能成像平臺(tái)，結(jié)合700多項(xiàng)專(zhuān)利的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，進(jìn)一步提高放射學(xué)工作流程的效率。據(jù)介紹，這一新系統(tǒng)將在獲得美國(guó)FDA的510(k)許可后推出，并將為現(xiàn)有Biograph Vision設(shè)備的用戶提供現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)服務(wù)。而西門(mén)子旗下的PETMR產(chǎn)品線，也與深透醫(yī)療合作，進(jìn)一步探索基于AI的影像質(zhì)量與效率提升的臨床價(jià)值。
(西門(mén)子醫(yī)療Biograph Vision.X)
聯(lián)影醫(yī)療(United Imaging)也在SNMMI會(huì)議上推出了最新的全身PET/CT掃描儀——uMI Panorama。
據(jù)介紹，該掃描儀的PET/CT寬孔徑系統(tǒng)具有2.9毫米的分辨率，35厘米的軸向視場(chǎng)和194皮秒的計(jì)時(shí)分辨率。事實(shí)上，在該掃描儀在SNMMI 2023正式亮相之前，已經(jīng)在猶他州鹽湖城的亨茨曼癌癥中心(Huntsman Cancer Center)安裝使用。
聯(lián)影醫(yī)療表示，uMI Panorama是一個(gè)系列產(chǎn)品，是他們今年推出的四款新成像模式之一。uMI Panorama的系統(tǒng)配備了名為uExel的分子成像平臺(tái)，該平臺(tái)具有高性能ASIC芯片和人工智能工作流。
(聯(lián)影醫(yī)療最新全身PET/CT掃描儀)
關(guān)愛(ài)患者、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成焦點(diǎn)
從本屆SNMMI年會(huì)的主題“關(guān)愛(ài)患者(Eye on the Patient)”以及上述重磅新產(chǎn)品的發(fā)布中，不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的一大趨勢(shì)，即精準(zhǔn)醫(yī)療與患者的就醫(yī)體驗(yàn)越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。
從SNMMI中被頻繁提及的話題來(lái)看，Theranostics(治療診斷學(xué))已經(jīng)成為核醫(yī)學(xué)的新興領(lǐng)域，通過(guò)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)改善患者護(hù)理的概念深入人心。
據(jù)悉，治療診斷學(xué)是一種新興的核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用放射性藥物來(lái)同時(shí)識(shí)別和治療癌癥。從SNMMI上發(fā)布的最新核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展來(lái)看，相關(guān)的研究層出不窮。
比如，根據(jù)SNMMI上公布的一項(xiàng)研究，個(gè)性化劑量在前列腺癌癥治療中顯示出顯著的預(yù)后改善效果。
具體來(lái)看，該研究通過(guò)監(jiān)測(cè)接受177Lu-PSMA治療的男性早期反應(yīng)生物標(biāo)記物，個(gè)性化調(diào)整給藥間隔，進(jìn)而改善患者的治療結(jié)果。177Lu-PSMA是一種針對(duì)轉(zhuǎn)移性去勢(shì)耐受性前列腺癌的有效治療方法，已于2022年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)。然而，不同患者在接受該療法時(shí)的反應(yīng)有所不同。
研究人員指出，研究共納入125名男性患者，研究人員試圖評(píng)估不同給藥間隔的無(wú)進(jìn)展生存率和總生存率。
研究結(jié)果顯示，60%的患者的PSA水平下降了50%以上。整體而言，研究參與者的PSA無(wú)進(jìn)展生存期中位數(shù)為6.1個(gè)月，總生存期中位數(shù)為16.8個(gè)月。值得注意的是，個(gè)性化劑量策略使三分之一的患者能夠暫停治療一段時(shí)間，而仍能獲得與持續(xù)治療相當(dāng)?shù)臒o(wú)進(jìn)展生存和總生存結(jié)果。
又如，另一項(xiàng)發(fā)表于6月《核醫(yī)學(xué)雜志》上的研究顯示，一種新型顯像劑可在早期檢測(cè)出進(jìn)行性肺纖維化。
據(jù)悉，肺纖維化是一種致命的疾病，診斷后的預(yù)期壽命為三到五年。肺纖維化的特點(diǎn)在于，晚期診斷相對(duì)容易，但早期確診非常困難，而早期恰恰時(shí)最有效的治療階段。
而根據(jù)來(lái)自德國(guó)的一項(xiàng)研究，一種新開(kāi)發(fā)的PET成像劑——64Cu-GPVI-Fc，可以在早期無(wú)創(chuàng)地識(shí)別肺纖維化，減少不必要的活檢，并使患者更快地開(kāi)始治療。
據(jù)悉，在肺纖維化患者中，肺組織的重塑是通過(guò)細(xì)胞外基質(zhì)纖維(如I-III型膠原、纖連蛋白和纖維蛋白原)沉積增加而發(fā)生的。在這項(xiàng)研究中，64Cu-GPVI-Fc是一種靶向這些細(xì)胞外基質(zhì)纖維的成像劑，提供了一種新的方法來(lái)觀察肺纖維化進(jìn)展的”全貌“。此外，纖維化不僅限于肺，它還可以在其他器官中發(fā)展，因此可以預(yù)見(jiàn)這種方法有望治療其他纖維化疾病。
未來(lái)，精準(zhǔn)醫(yī)療和阿爾茲海默癥新藥的進(jìn)展預(yù)計(jì)將顯著提升核醫(yī)學(xué)檢查需求和體量，相應(yīng)的提升臨床檢查質(zhì)量、效率、降低劑量的臨床需求也會(huì)更大。PET掃描檢查數(shù)和PET/CT PET/MR設(shè)備數(shù)預(yù)計(jì)都將有顯著提升。
AI醫(yī)學(xué)影像企業(yè)的工作也將促進(jìn)這些技術(shù)的進(jìn)一步推廣。據(jù)悉，上文提到的深透醫(yī)療已與多家核藥、造影劑公司開(kāi)展多種合作，進(jìn)一步將基于AI的影像藥劑劑量降低、顯影效果增強(qiáng)等應(yīng)用推廣到臨床。
AI與放射組學(xué)相互促進(jìn)
當(dāng)前，具有巨大應(yīng)用潛力的AI，無(wú)疑是當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，在今年的SNMMI年會(huì)上AI也已連續(xù)多年成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的中心主題。
值得一提的是，今年專(zhuān)家在SNMMI年會(huì)上激辯的話題不僅在于AI在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，他們還更加務(wù)實(shí)地將目光投向傳統(tǒng)的放射組學(xué)方法(radiomics)，大約在十年前，放射組學(xué)曾經(jīng)如同當(dāng)今的AI一般炙手可熱，被業(yè)界寄予很高的期許。
傳統(tǒng)的放射組學(xué)方法是利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法從醫(yī)學(xué)圖像中提取特定的影像特征進(jìn)行分析。這種方法在改善診斷、預(yù)測(cè)和臨床決策支持方面得到了廣泛應(yīng)用，旨在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。然而，與傳統(tǒng)放射組學(xué)方法不同，深度學(xué)習(xí)被定義為一種機(jī)器學(xué)習(xí)的類(lèi)別，它可以"學(xué)習(xí)"自動(dòng)檢測(cè)這些特征，而不需要手工提取特征。
馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的副教授喬伊塔·杜塔博士認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)相比手工制作的傳統(tǒng)放射組學(xué)具有更高的準(zhǔn)確性。在深度學(xué)習(xí)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)顯示出自動(dòng)識(shí)別與感興趣任務(wù)相關(guān)的圖像部分的潛力，這消除了對(duì)分離和孤立圖像分割的需求，減輕了醫(yī)生的負(fù)擔(dān)。
圣路易斯華盛頓大學(xué)的阿比納夫·賈博士認(rèn)為，AI算法的可重復(fù)性與可靠性更高，深度學(xué)習(xí)通過(guò)在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上學(xué)習(xí)，可以識(shí)別傳統(tǒng)放射組學(xué)方法可能無(wú)法發(fā)現(xiàn)的腫瘤中的"隱藏"特征。此外，由于在放射組學(xué)中使用了不同的掃描儀和圖像獲取協(xié)議，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集的異質(zhì)性;而深度學(xué)習(xí)則基于"通用逼近定理"，如果給予足夠的數(shù)據(jù)，深度學(xué)習(xí)有可能模擬由于掃描儀和圖像采集協(xié)議的差異而產(chǎn)生的異質(zhì)性。
在臨床領(lǐng)域，AI的應(yīng)用已經(jīng)在全球落地開(kāi)花。
以上文提到的深透醫(yī)療為例，除了在本屆SNMMI上重點(diǎn)展示的SubtlePET以外，SubtleMR、SubtleGAD亦是較為成熟的旗艦產(chǎn)品。其中，SubtleMR通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)重建成像過(guò)程，在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上，令MRI檢查實(shí)現(xiàn)4-10倍加速，從而增強(qiáng)人體各個(gè)部位的MRI圖像。SubtleGAD則是造影劑相關(guān)應(yīng)用，主要解決MRI檢測(cè)過(guò)程中重金屬釓沉積的問(wèn)題，通過(guò)AI技術(shù)，僅需要10%劑量的造影劑，就能達(dá)到同樣的增強(qiáng)成像效果。
此外，深透醫(yī)療的產(chǎn)品線還包括：影像生成加速產(chǎn)品SubtleSynth、術(shù)中實(shí)時(shí)影像增強(qiáng)產(chǎn)品SubtleIR，以及優(yōu)化顯影流程的SubtleQC。就在近期，深透醫(yī)療還榮登CB Insights評(píng)選出的2023年全球最具潛力AI公司100強(qiáng)。
另一部分專(zhuān)家則認(rèn)為，到目前為止，盡管深度學(xué)習(xí)在某些方面表現(xiàn)出了潛力，但目前尚未超越傳統(tǒng)放射組學(xué)方法。
例如，據(jù)法國(guó)奧塞市弗雷德里克·喬里奧醫(yī)院PET中心的體內(nèi)分子成像實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人伊雷妮·布瓦特博士介紹，在2022年的醫(yī)學(xué)圖像計(jì)算和計(jì)算輔助干預(yù)會(huì)議曾進(jìn)行過(guò)一場(chǎng)競(jìng)賽，參與者基于488位患者的影像開(kāi)發(fā)了各種模型，以預(yù)測(cè)PET/CT掃描的頭頸癌患者的無(wú)復(fù)發(fā)生存率。而競(jìng)賽結(jié)果是，表現(xiàn)最好的三個(gè)模型均為基于手工制作的特征。
馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校的教授艾略特·西格爾博士表示，深度學(xué)習(xí)模型需要大量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，并且這些數(shù)據(jù)集的開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間成本都非常昂貴。據(jù)其介紹，此前美國(guó)進(jìn)行全國(guó)肺部篩查試驗(yàn)作為AI的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集開(kāi)發(fā)訓(xùn)練對(duì)象，該試驗(yàn)招募了53,454名患者，花費(fèi)了2.5億美元才組建起來(lái)。因此，西格爾博士認(rèn)為放射組學(xué)的時(shí)代將會(huì)持續(xù)，未來(lái)將與深度學(xué)習(xí)強(qiáng)力互補(bǔ)。
總的來(lái)說(shuō)，深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)放射組學(xué)方法在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域各有優(yōu)劣。未來(lái)，這兩種方法有望相互補(bǔ)充，為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)更多的創(chuàng)新和突破。對(duì)于核醫(yī)學(xué)而言，傳統(tǒng)放射組學(xué)方法將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，而深度學(xué)習(xí)有望在特定任務(wù)和大數(shù)據(jù)集的情況下發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
