肺在呼吸心在跳 4D医学成像技术有望率先在重庆应用

李伟生介绍，4D医学成像技术可以动态反映器官机能变化。

　　你听说过4D电影，可你听说过4D医疗吗？4月11日，重庆晚报记者从云博会云计算时代的大数据智能处理分论坛上获悉，由重庆邮电大学和中国科学院合作研发的4D医学成像技术，有望率先在我市医院应用。

　　4D医疗成像技术究竟是什么，能够达到怎样的效果？昨日，重庆晚报记者来到重庆邮电大学计算智能重庆重点实验室，采访该项目负责人——重庆邮电大学计算机科学与技术学院副院长李伟生教授。

　　 4D医学成像

　　 直接观察跳动心脏

　　“医疗影像正从2D走向4D。”李伟生介绍，2D医疗影像已经被大众熟知，比如最普通的CT片、超声片，就属于2D；3D医疗影像在近几年逐渐展露锋芒，这一技术会对器官、骨骼的不同切面实施层层拍片，拍摄1000多张之后，再通过海量数据处理进行三维重建，在计算机系统中形成多角度旋转、可视的立体模型。比如脑部出现肿瘤，其大小、形状等各种信息就能通过立体模型准确反映出来，医生可以据此精准诊断。

　　李伟生介绍，目前，3D医学成像技术已在国内部分医院试用，反馈的情况比较理想。

　　李伟生说，在3D基础上加入时间的概念，则是4D医学成像技术，可以动态反映器官机能的实时变化。“通俗来说，就是能够让医生和患者看到一个活动的组织器官，比如跳动的心脏、呼吸的肺部等。”

　　 云平台支持

　　 内存是普通电脑15000倍

　　增加时间维度并非易事，其中最大的难点就是数据处理量大。李伟生说，要完成一个器官的三维重建，数据处理量约是在4G-128G之间。而对于4D成像，以1分钟计算，它的数据处理量是3D成像的200倍，达到800G-25600G。

　　因此，2D到4D的技术要求差距显而易见，“比如同样用一台普通电脑处理，2D图像拍摄后就可以即时显现，3D的MRI（核磁共振成像）检查则可能需要十几个小时或几十个小时，”李伟生告诉记者，用普通电脑处理4D成像可能需要一周以上时间，但这不能满足医疗的及时性要求。

　　不过，云计算的发展为如此庞大的数据处理量解决了后顾之忧。重邮云平台使用的64个刀片服务器为4D成像提供了足够快的运算能力，它的内存是一台普通电脑的15000多倍，李伟生称之为硬件要求达标。

　　刀片服务器是什么？“刀片服务器就是机架式机箱内插装多个卡式的服务器单元，是一种实现高可用高密度的服务器平台，为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计，每一块刀片实际就是一块系统主板。”李伟生介绍，云平台价格不菲，还要让实验室需要长期保持25℃恒温以及40%-60%的湿度。

　　 国家级基金项目

　　 重庆医院有望率先应用

　　“重庆目前正在建设云计算中心，届时医院自建也可，直接利用也可。”李伟生告诉记者，4D医疗成像技术除对软件模型、硬件配置有高要求以外，还要使用专门的图像处理器等各种技术细节要求。“比如成像的质量易受影响，由于加入了时间这一概念，在检测过程中需要患者保持静止平缓状态，尽量减少额外的移动，否则可能影响到成像质量。”

　　目前，4D医疗成像技术在国际上仍处于研发阶段，李伟生团队从2014年1月启动了该项目，已获得国家重点科研基金支持。“虽然这项技术还不成熟，离临床理疗还有距离，但其前景非常广阔，这是将来医疗的一种趋势，通过我们的探索，等4D医疗成像技术的相关研究成果完全成熟后，我市医院有望率先使用。”

　　 引导外科手术

　　 B超核磁共振都可能用

　　第三军医大学西南医院3D打印实验室负责人王富友教授认为，3D、4D技术将提供更直观更有效的检查体检，得到多切面、具有时效性的多个断面迅速准确的诊断，正是基于多切面解剖实时成像、完整的采集器官组织的信息。其长度、表面积、周长、直径、角度、运动路径等成像分析结果和专业的测量对比数据库结合，使定性和定量分析更为准确。

　　王富友介绍，在妇产科、内科、泌尿科、心脏科，外科和骨科等方面，4D成像技术尤其重要，医生能够得到与手术中真实情况更为相符的场景结果，因此与2D成像相比有质的飞越，有利于疾病的高效诊断和精准治疗。

　　李伟生说，B超、核磁共振等以后都有望运用4D医学成像技术。“比如可以引导外科治疗手术，避免手术中由于呼吸运动与心跳运动对正常组织造成的损伤。”