核医学研究进展——AI技术

2025-05-14

核医学，作为现代医学的重要组成部分，在肿瘤、心脑血管病、神经退行性疾病等重大疾病的诊疗中发挥着不可替代的作用。近年来，随着人工智能（AI）技术的飞速发展，核医学领域也迎来了前所未有的变革。

AI技术在核医学影像中的应用

AI技术已经渗透到核医学影像的各个环节，从扫描前患者的准备、图像扫描、图像重建到图像分析和报告书写，全面提高了医学影像成像效率和图像质量，同时降低了对患者的辐射剂量。

1. 图像重建与质量提升

在图像重建方面，生成式AI技术通过优化影像重建算法，显著改善了PET和SPECT影像的质量，提高了成像效率，并降低了患者的辐射暴露风险。

2. 精准定量分析

基于深度学习的全身CT图像组织脏器分割技术，为核医学分子影像的精准定量分析奠定了坚实基础。这一技术能够自动提供组织、脏器解剖结构的精准信息，从而实现对病灶的精准自动定位和定量分析。这不仅推动了诊疗一体化的发展和实施，还加速了核医学分子影像从传统的统计分析向基于AI的个体诊疗一体化方向发展。

3. 跨模态图像合成

深度学习跨模态图像合成技术，在核医学影像领域引发了革命性的变化。通过从CT、MR、PET和SPECT等不同模态的图像中合成新的图像，不仅解决了PET、SPECT图像衰减校正的问题，还获得了模型实现PET、SPECT图像自身衰减校正的方法。例如，从脑CT合成脑MR T1/T2图像后，再采用深度学习对MR图像进行组织分割，可以实现PET/CT图像的精准定量分析。

AI技术在核医学临床中的应用

AI技术在核医学临床中的应用，不仅提高了诊断效率，还推动了核医学诊疗一体化的发展。协和医院与联影医疗合作开发的PET/CT人工智能分析系统，能够在数分钟内自动生成简要报告，大幅缩短了影像分析的时间，有效缓解了核医学科的工作压力，并填补了部分基层医院在核医学人才方面的空缺。

精准诊断与靶向治疗

AI技术在核医学中的应用，使得“精确诊断”与“靶向治疗”成为可能。通过先进的影像设备和AI技术，医生可以准确定位和诊断疾病，并利用含有放射性同位素的核药进行靶向治疗。例如，碘-131核素被甲状腺组织摄取后，可以采取自我毁灭的方式杀死癌细胞，治疗甲状腺疾病。

2. 新药研发与临床转化

AI技术还推动了新药研发和临床转化的进程。多家医院和企业合作，利用AI技术进行新药研发，如华西医院自主研发的肝癌诊断药物和用砹-211标记的PSMA治疗药物，已进入院内IIT阶段。这些新药的研发和临床转化，为核医学诊疗提供了更多的选择。

核医学教育与AI技术的融合

AI技术不仅在核医学影像和临床中发挥着重要作用，还在核医学教育中引发了深刻的变革。通过人工智能的深度学习算法和特定的系统，教师可以了解学生对不同类型病变的辨识能力和主观学习热情，进而为学生提供有针对性的学习资源。同时，虚拟仿真技术可以模拟真实情境，为学生提供更多的实践机会和决策训练的机会。

此外，AI技术还能够帮助国内核医学专业学生摆脱时间和空间的束缚，通过与世界联网，接触到全球最优质的教师课程、最新颖的教学方式、最前沿的临床技术和知识理念。这也在一定程度上解决了教师资源分配不均导致教学质量差异化的问题。

面临的挑战与未来展望

尽管AI技术在核医学领域取得了显著的进展，但仍面临诸多挑战。例如，技术研发和数据共享过程中涉及的数据安全与伦理问题，以及AI技术对传统核医学从业者岗位技能的冲击等。然而，随着科技的进步与发展，人工智能与虚拟现实等技术的结合必将在核医学领域发挥更积极的作用。

未来，核医学从业者需要积极接受跨学科的学习和实践，将自己的技能扩展至AI应用与管理。同时，还需要在AI技术的辅助下，转向疑难复杂病例的深度解读和综合评估，成为“技术-医学”跨领域人才。只有这样，才能在技术洪流中稳住脚步，继续为患者和社会贡献专业价值。