医学影像人工智能科研创新平台一、项目背景近年来,智能医学影像作为AI的重要应用领域之一,受到业界内外极大关注。国家在近几年相继发布关于健康医 疗大数据、全国人口健康信息化、互联网医疗等新政,有力地促进了医疗大数据的快速发展,为人工智能在医疗领域的发展奠定了良好的基础。20 17年7月,国务院颁布并实施《新一代人工智能发展规划》,文件明确指出,要推广应用人工智能治疗新模式、新手段,建立快速精准的智能医疗 体系。工信部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》,该文件指出医疗影像辅助诊断系统是其重点培育和发 展的方向之一。此外,全国各省市先后发布地方人工智能发展规划,几乎均将人工智能产业作为重要的发展方向。2018年4月教育部发布《高等 学校人工智能创新行动计划》,强调加强AI 领域专业建设,推进“新工科”建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式,到2020年建 设100 个“人工智能+X”复合特色专业。实践教育是教育中极其重要的特性,把医学生技能和理论知识紧密结合是医学教育的关键,也是现代 医学教育进行改革的重点方向。医学影像人工智能科研创新平台致力于“人工智能+医学影像”教学模式,将人工智能的创新成果深度融合于医学影 像教学中,形成更广泛的的现代医学教育新形态。二、医学影像人工智能科研创新平台医学影像人工智能科研创新平台融合了医学影像学、医学信息 学、图形学、计算机等多领域的知识,是多学科交叉融合平台,主要包含四大方向内容,即医学图像处理教学系统、医学影像大数据管理平台、医学 图像三维重建系统、人工智能医学影像分析系统等,通过系统学习,形象直观的示例演示和实际操作,使智能影像工程、医学影像技术、生物医学工 程及相关专业学生能学习并掌握医学影像的基础知识、处理方法及其在临床医学上的应用。提供教学-科研一体化解决方案,有效突破教学过程中的 交叉学科瓶颈问题,提高学生医学图像处理技术的水平,培养科研思维能力。(一)医学图像处理教学系统随着科学技术的不断发展,现代医学已越 来越离不开医学图像的信息处理。医学图像在教学科研、临床诊断等方面有重要的作用。山东医影智能科技有限公司自主研发的医学图像处理教学系 统,能够让医学院学生由浅入深学习到人工智能相关知识,并能够熟悉使用各种常用工具。依据《医学图像处理》的重点知识讲解,涵盖医学图像处 理的多本教材。基于Unity3D引擎进行开发,构建医学图像处理实验教学场景,学科交叉知识的高度融合,增加了人工智能等高级医学影像处 理模块。构建“认知-基本-进阶-高级”的层次化递进式实验方案,每个学习层次都包含一定数量的实践实验及matlab示例程序,学生由浅 入深学习到医学图像处理与人工智能相关知识。功能介绍医学图像数据认知模块包括DICOM/NIFTI等常用医学图像格式、灰度直方图、R OI、窗宽窗位等。图像格式基本医学图像处理模块包括医学图像计算、医学图像变换、医学图像增强、形态学运算等。代数运算 形态学运算进 阶医学图像处理模块包括医学图像分割、医学图像配准、医学图像融合、医学图像三维重建等。K空间重建三维重建-面绘制(二)医学影像大数据 管理平台医学影像大数据管理平台支持数据的存储、管理、浏览与多维度智能化筛选;支持多样化的标注数据关联与数据标签。可用于临床专病数据 库建设、科研项目数据库管理、随访试验数据集管理、人工智能产品数据集管理等业务中。■ 多模态医学影像 ■ 数字病理图像 ■ 检验数据 ■ 手术视频 ■ 超声数据 ■ 电子病例功能介绍1.数据种类全覆盖支持全种类的医疗健康数据管理与阅览,涵盖影像、超声、病理、检验、 病历等。2.无需上云数据无需上云,具备冗余备份、高级别网络防护,加密狗登录,保证数据安全。3.数据分类管理数据可按病种、标注信息关 联,便于专病数据库、多中心数据集、长期随访数据集、流行病学数据集的建立。4.多样存储方式可本地离线单机存储,或局域网前-后端模式接 入,后者可实现院内数据共享。5.海量存储空间桌面机型方便部署,超大存储容量,可满足一个科室或一个研究组的数据保存。6.学科定制化可 定制对接各类组学分析软件,自动导出所需数据结构。(三)医学图像三维重建系统医学图像三维重建系统帮助用户更精准地重建、分析组织器官及 病灶。AI智能算法,高效建模三维建模的精准性依赖于影像分割精度。在数据标注、处理分析等过程中采用智能化手段,减少人力成本和时间成本 ,轻松建模,高效率,耗时短。多模态影像分析,精准建模融合CT、MR和PET等多种模态影像数据特点,综合分析以提高诊疗准确度。采用智 能分割算法三维建模准确性高、一致性高。模块设计,覆盖多组织器官模块化功能设计,便于功能拓展和维护,适应临床不同类型组织器官和病灶的 建模需求。功能介绍1.支持CT/MR等数据的多模态/多时序配准融合2.多组织、多器官的智能自动分割建模3.丰富的模型编辑功能4.支 持多种文件格式导入导出及处理结果一键保存5.多个影像处理、手术规划等扩展性模块应用场景临床辅助诊疗提供可靠、定量和精准的三维诊疗信 息生物医学3D打印设计快速提供精准化、个性化的三维模型3D医学教学与科研提供个性化、定制化的三维教学案例(四)人工智能医学影像分析 系统人工智能医学影像分析系统是一套基于多模态影像融合的人工智能辅助诊断建模与分析系统。医生可以通过系统对CT/MR/PET等多种模 态的影像数据进行标注、绘制、分割和配准等处理,利用多种机器学习算法进行特征提取、特征筛选,建立医生专属的智能分析诊断模型,并帮助实 际应用于临床决策,辅助医生诊断。■单模/多模数据的二维/三维精准显示■ 提供人工交互式分类组织标注■ 强大的绘制/分割/配准等图像 处理功能■ 基于多种算法的AI模型的自动装配式建模■ 良恶识别/程度分级/预后评估功能介绍1.基本功能数据管理:可对影像数据进行读 写三维显示:提供单模、多模影像数据浏览功能图像浏览:提供单模、多模影像数据浏览功能图像标注:可直接使用多种标注工具进行标注图像处理:配备影像数据的绘制、配准、分隔等功能2.人工智能影像分析特征提取:多种特征提取算法可供选择特征筛选:多种算法进行特征降维及筛选机器学习:提供分类算法可供选择,可进行模型训练及测试分析报告:系统自动生成智能评估报告 |
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