3D 心脏成像:不再只是梦想

要获得跳动中心脏的 3D 影像,就需要运用高性能计算,在患者身处扫描台上的短短几分钟之内采集、存储和处理大量数据。通用电气医疗集团的 Revolution CT 扫描仪成功实现了这一尖端功能,该设备所采用的关键成像链引擎便是集团同慧与联手开发而来。Revolution CT 扫描仪速度飞快、功能强大,能够以惊人的精细度定格显示跳动中人类心脏的 3D 影像,同时也令患者承受的放射照射量减少了多达 82%。这一切都属于通用电气数字化医疗转型的一部分,其目标就是以经济低廉的成本提升疗效、挽救生命。

通用电气医疗集团标识

通用电气医疗集团提供先进的诊断成像解决方案

医疗系统部门提供包括低放射量计算机断层扫描在内的诊断成像解决方案。

播放视频
2:05

通用电气医疗集团推出的革新型医疗技术和服务,很好地呼应了世界各国对就诊能力、医疗质量及医疗经济性的更高要求。通用电气医疗集团隶属通用电气公司 (General Electric Co.),主要负责三大业务部门的运营:医疗系统、生命科学和医疗数字化。

通用电气医疗系统部门能够提供种类广泛的技术与服务,其中包括诸如 X 射线、数字化乳腺摄影、核磁共振和低放射量计算机断层扫描 (CT) 等数字诊断成像系统。这些技术让临床医生们能够观察人体内部的情况,检测异常、诊断疾病并制定治疗方案,包括进行微创手术等。

140 多个

全球范围内提供服务的国家/地区

54,000 名

员工

183 亿美元

2016 年营业额
  • “各大医疗提供商正纷纷对全球提供服务的国家/地区采用数据和分析,力图提高临床效果、运维性能和经济效益。”

    通用电气医疗集团首席科学家 Jiang Hsieh 博士

全面引领 CT 扫描领域技术进步

通用电气医疗集团通过主动引进新一代高精度、低放射量 CT 扫描仪,积极响应日益增长的全球需求。

代表通用电气医疗集团 CT 扫描技术进步的抽象图片

为迎合全世界对 CT 扫描仪数量及质量需求的不断提升,通用电气医疗集团致力于推动多领域的技术进步。

为了保护患者并解除业界对患者放射照射量的疑虑,通用电气医疗集团希望能大幅降低扫描的放射量。这对所有患者来说都十分重要,尤其是婴幼儿和儿童,必须尽可能减少他们所承受的终生放射照射量。

通用电气医疗集团还攻克了心脏 CT 方面的最大难关:即对跳动中的心脏进行成像。心脏疾病是人类最大的致死因素之一,而心脏 CT 则是诊断心脏异常和疾病的一项重要手段。尽管如此,心脏解剖结构和生理机能成像对时间、空间和对比度分辨率的要求远远超过其他器官。通用电气医疗集团决心着手解决这一困扰了人们数十年的问题。

通用电气医疗集团同样深知,成本和效率一直都是这一方面的头等难题,希望解决方案能够实现高性能计算的速度、简便性和生产效率。

72 亿美元

截止 2021 年全球 CT 扫描市场的预期规模

4.5%

2016 年到 2021 年全球 CT 市场的预期年复合增长率

16,000 次

通用电气医疗集团设备每分钟的扫描次数
  • “通用电气医疗集团的 Revolution CT 扫描仪产品组合是一款我们倾心打造的产品,让技术非凡的临床医生们能够轻松地得出准确的诊断结果。”

    通用电气医疗集团首席科学家 Jiang Hsieh 博士

对跳动中的人类心脏进行成像

Revolution CT 扫描仪必须快速捕捉、存储、传输大量数据,并将其转换为 3D 影像。

 

要进入 CT 扫描仪,患者须平躺在 CT 扫描台上,穿过称为扫描架的圆环状区域,架内安装有围绕患者身体旋转的 X 光管和探测器。由于在整个运作过程中扫描仪的快门都处于开启状态,所以要想拍摄出清晰的照片,重达上千磅的扫描架必须要快速移动。

为提升诊断效果,通用电气医疗集团希望能实现几项前所未有的功能:显著削减患者放射照射量的同时,在只有一次心跳的时间里以无与伦比的 3D 细节对跳动中的心脏进行成像。历代扫描仪都曾面对过这样或那样的权衡取舍。要达到满意的影像质量,扫描架必须在数个心动周期内多次转动,这样便会牺牲时间分辨率,也就是与时间相关的测量精度。减少转动次数会提高时间分辨率,但也会降低影像质量或是解剖结构的显示范围。

所以说,通用电气医疗集团面临的是十分艰巨的技术挑战。要想定格显示跳动心脏的动作,扫描架必须在 0.28 秒的时间内绕患者完全转动一周。这样传递给系统的扫描数据,在传输和存储时不能丢失任何一个字节。要想将这些数据转译为 3D 影像,必须经过非常密集的数学计算。

所有这些工作都必须极为快速地完成,因为 CT 操作人员必须确保扫描在患者离开扫描台之前完成。

  • “心脏成像曾经是一种梦想,因为人的心脏都在不停跳动。我们都希望能让这个梦想成真,但首先我们必须加快扫描仪的转动速度,并扩大扫描仪的扫描范围,还要克服即时访问海量影像数据的挑战。”

    通用电气医疗集团首席科学家 Jiang Hsieh 博士

同慧与强强联手,打造全新一代成像链引擎

集成式数据采集、存储、传输和处理功能可将数据迅速转换为 3D 影像,有效提高诊断速度和准确性,同时减少患者的放射照射量。

表示通用电气医疗集团 CT 扫描成像链的抽象图片

通用电气医疗集团与慧与通力协作,联手打造了旗舰扫描仪产品 Revolution CT 的成像链引擎,该产品能够以惊人的 3D 细节显示骨骼和器官,同时有效降低患者承受的放射照射量。扫描仪的转动速度越快,采集到的数据就越丰富。

Revolution CT 会在 0.28 秒内完成转动,每次采样的探测器单元数达 250,000 个,频率高达七千赫,足以捕捉跳动心脏的活动状况。其 16 厘米的探测器能够立即完成对一整个器官的扫描,包括捕捉整个心脏的高清影像,并能在任意心率下生成运动校正心血管影像。

通用电气还开发了强大的算法,用来处理扫描仪传出的原始数据,并生成人类能看懂的 3D 影像。通用电气将扫描仪同慧与构建的自定义 IT 解决方案完美融合。作为部署于边缘的内部部署高性能计算 (HPC) 平台,HPE 解决方案有效避免了通过网络传输数据时出现的延迟问题。其强劲的性能和容量,则能够完好无损地提取、存储和处理 Revolution CT 扫描仪传出的大量数据。

该系统可以扩充至多达 12 个 GPU,可共同重现 3D 影像,以供即时查看。CT 流程完成后,影像会存储在医院的照片归档与通信系统 (PACs) 中供今后参考之用,进而完成整个边缘到核心的循环过程。

  • “HPE 高性能计算解决方案的妙处,就在于其自身的高度集成化,不但能以极致的速度传输、计算和存储大量数据,还可以实现全面的扩展。”

    通用电气医疗集团首席科学家 Jiang Hsieh 博士

数字医疗转型挽救了无数生命

Revolution CT 的临床应用遍及医学专业的方方面面,能够在大幅减少患者所受放射照射量的情况下,提供极具价值的 3D 影像。

 

通用电气医疗集团的旗舰产品 Revolution CT 能够在五秒钟内进行全身扫描,帮助拯救车祸受害者的生命。根据扫描数据 3D 打印出来的复制品,能帮助医生们制定针对小婴儿的手术方案。癌症患者的肝脏扫描结果,可以作为规划治疗的重要信息。

该款集成解决方案将扫描范围、空间和时间分辨率以及光谱成像完美融合于一套系统当中,从而提供了理想的影像品质和临床功能。Revolution CT 令患者承受的放射照射量减少了多达 82%。

Revolution CT 的临床应用已遍及医学专业的各个领域,正在日益提高临床医生的诊断成功率,并有助于提升对患者的治疗效果。其智能化的设计同时也通过提升效率改善了医院的财务绩效。

通用电气医疗集团将 Revolution CT 视作医疗业数字转型的一个组成部分。该公司也正同慧与携手开发患者监护设备及网络、移动诊断技术和总包式 PACs 解决方案(包括安装与维护服务),这一切都是为了能够以低廉的成本获得更好的治疗效果。

超过 2,500 张

每次 CT 转动能够拍摄到的高清患者照片数

高达 82%

患者承受的放射照射量减少比例

更低

紧急胸痛患者的医护总成本
  • “数字化具备革新医疗行业的潜力。我们的注意力都集中在云计算、大数据、人工智能、深度学习等领域,而慧与定会陪伴我们左右,共同探索这一振奋人心的未来。”

    通用电气医疗集团首席科学家 Jiang Hsieh 博士

解决方案实施方法

HPE ProLiant 服务器能够提供高性能计算能力。

 

HPE ProLiant ML350 服务器会从 Revolution CT 扫描仪当中提取数据,并将其发送给 HPE ProLiant SL270 服务器,而后者的强大计算能力则可将数据转换为 3D 患者影像。慧与以业界顶尖的图形处理单元,对 HPE SL270 服务器进行了自定义。HPE ML350 解决方案则是借助专门的磁盘驱动器固件实现了优化,兼具性能与可扩展性。

慧与硬件

HPE ProLiant 服务器

HPE 转型解决方案

基础设施整合与虚拟化

慧与合作伙伴

英特尔
AMD
NVIDIA