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一分钟,人工智能生成3D心脏模型

2018-10-12 16:36:22 文/今日头条 作者/深圳留学360

近年来,智能医疗在国内外的发展热度不断提升。据悉,来自奥克兰大学生物工程研究所的一支团队利用人工智能技术精准地重构心房的可视3D模型,而这个过程仅仅只需一分钟,并且准确率达到94%。

上个月的世界人工智能大会,各路大佬都在会上描绘了人工智能将在今后大有作为,构筑更美好的未来。其实,我们在日常生活中,已经能感受人工智能在电商、物流和交通等领域的应用。

不过,你可能还不知道,依托于新西兰高校先进的科研水平,人工智能在医学领域的发展也是突飞猛进。最近,它都已经学会自己建立精准的心脏模型了!让人工智能学会这门“手艺”的研发团队,来自奥克兰大学生物工程研究所(Auckland Bioengineering Institute,The University Of Auckland),主要研发人员还是华人呦!

1分钟,人工智能生成3D心脏模型

来自奥克兰大学生物工程研究所的华人科学家Jichao Zhao博士,带领一支国际科研团队,研发出一种“绝顶聪明”的机器学习算法。这套算法名为AtriaNet,它可以通过学习核磁共振仪的成像,来精准地重构心房的可视3D模型。

可能大家听到机器学习还是一头雾水,不知道是个什么东西。其实,简单来说,作为人工智能的一种,机器学习就是一种让机器不断自主学习试错的算法,从而能够让计算机自主完成某项指定任务。之前震惊全球的AlphaGo,就是通过机器学习成为了围棋界的绝世高手。

虽然没有在围棋界发展,AtriaNet的学习也同样很“刻苦”,Jichao Zhao博士给它准备了一个全世界最大的“题库”,里面包含了154台增强型核磁共振仪的成像数据(这是全世界最大的同类数据组),通过海量“例题”(人体数据信息)来训练AtriaNet的算法模型,让它能够精确地将心房和人体其他部分的图像分离出来。

不过,就如AtriaNet的前辈AlphaGo一样,AtriaNet展现了机器学习的超强实力。经历过“题海战术”的它,现在已经能在1分钟之内,在任意一台计算机上,建立任何人的3D心脏模型,并且准确率能够达到94%。

Jichao Zhao博士似乎为自己“培养“的这位“尖子生”感到十分骄傲。他说:“这种先进的机器学习算法比任何其他方法都更快、更精确。它将通过在一分钟内创建3D虚拟心脏,帮助医生精确定位心脏上病变组织的位置。”

智能科技,或将拯救千万人性命

在1分钟内,以超高精度还原一个人的心脏,这样的智能和效率是人类几乎不可能拥有的。这样的人工智能,能为人类的医术技术做出卓越贡献。它能非常清楚地显示患者的心脏构造和组织肌理,帮助攻克一种极其常见的心脏疾病—房颤。

心房颤动(简称房颤)是最常见的心率失常疾病之一。随着年龄的增长,房颤的发生率会不断提高,房颤这种令心脏不规则跳的症状,会使心房失去有效的收缩功能。研究显示,房颤会让其患者患心力衰竭的风险增加3倍,患中风的风险增加5倍。在新西兰,每年会有超过7000人患有中风。

而AtriaNet对于心房纤颤患者的消融治疗,将会有非常显著的正面影响,利用计算机直接模拟出的心房组织,医生可以非常直观地了解其病变组织,并选择最合适的治疗手段。此项发明将对改善临床诊断,病患分级和临床指导,起到无以伦比的效果。

来自中国学者,跨学科的医疗创新

研发AtriaNet的华人科学家实力不可小觑。Jichao Zhao博士在东北大学完成了计算数学专业的学士学位和硕士学位后,获得了加拿大西安大略大学的应用数学博士学位。随后,他又前往法国,在法国国家信息与自动化研究所(INRIA)又做了一年博士后研究员。2007年9月,他来到了新西兰,加入奥克兰大学生物工程研究所,成为那里的一名研究员。

加入奥克兰大学生物研究生以来,Jichao Zhao博士专注于心房的计算机模型研发、心房映射研究及心电图分析等研究项目,并在关于房颤疾病的研究上发表了多项的研究论文。

Jichao Zhao博士通过综合计算机和医学知识,用计算机科学技术,模拟并分析心房组织的结构。除了带领团队发明AtriaNet之外,他还拥有“通过整合高分辨率光学绘图和三维微电脑断层成像技术,扫描人类心脏心房传导的结构基础”等多项研究成果,可谓是能打开新世界大门的顶级学者了。

Jichao Zhao博士和他的团队,应用人工智能技术造福了人类,作为前沿科技控的你,是否也跃跃欲试了?奥克兰大学生物工程研究院,定能让你领略世界尖端科技的风采说不定你还能参与、见证人类科技的突破哦!

奥克兰大学生物工程研究院致力于通过跨学科研究的机制,创新地解决复杂的世界前沿科技难题。通过综合计算机数学和医学两个领域的研究,利用工程科学和技术,最终获得卓越的能应用于医学和生理学相关领域的研究成果。

该研究所的研究成果主要服务于医疗保健项目。致力于开发应用于人类生理健康的计算机模型和新型的仪器技术,奥克兰大学生物工程研究院希望研究出更多的人体虚拟模型,并提供给相关的医学领域,提高临床诊断效果。

对学生而言,生物工程是全球发展最快的工程学科之一,无论从个人追求,还是职业发展来讲,都是一个理想之选。奥克兰大学生物工程研究所非常注重本科和研究生学术的培养,提供了多方向的生物工程专业,同时学校重视发展学生的实践能力,培养学生懂得如何将理论研究转化为应用。

学生不但有机会从事学院中的研究学习,也有机会参与国际上的重大研究项目。立思辰留学360老师指出,奥克兰大学生物工程研究所与世界一流的教育机构有密切联系,包括牛津大学、哈佛大学、麻省理工学院、谢菲尔德大学、墨尔本大学和新加坡国立大学。奥克兰大学生物工程研究所的学生,可以利用全球网络来支持他们的项目,为他们提供了丰富的想法、专业知识、资源和独特的研究访问与合作机会。

随着国民平均寿命的增加,像房颤这样的心血管慢性疾病也将逐渐增多。有了AtriaNet这样的人工智能医学成像技术,对心血管病的诊疗与防控是一个极大福音。

工智能技术与医疗健康领域的融合,为人类医疗健康的发展做出了卓越贡献,一些医学难题,随着人工智能的加入也将迎刃而解。未来,智能科技或将拯救千万人性命。

(原标题:奥克兰大学逆天科技,人工智能只要一眼就能“看穿”你的心)

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