人工智能及3D打印技术在心血管疾病诊疗中的应用进展

兰贝蒂 王瑞涛

(1.西安交通大学第一附属医院结构性心脏病科，陕西 西安 710061； 2.西安交通大学第一附属医院肝胆外科，陕西 西安 710061)

当前心血管疾病居中国居民死亡原因第三位，在大数据和开放科学时代，人工智能(artificial intelligence，AI)和3D打印技术蓬勃发展，其在心血管医学领域的探索应用突飞猛进。一方面，现代影像及检验技术积累了充分的原始数据，是AI探索的基础；另一方面，心血管系统腔内结构复杂多变，充分利用AI和3D打印技术可以革新当前诊疗习惯和模式，提升服务效率和水平。AI和3D打印技术在心血管医学领域的优势包括：图像的获取与分析更快速、简便、准确；诊断的自动化辅助，减少医疗差错[1]；自然语言的结构化处理，大大简化工作流程；风险预测和预后指导，优化医疗资源配置[2]；3D打印辅助高难度心脏手术，促进医患沟通和推动精准医疗等[3-4]。现就AI和3D打印技术在心血管医学领域的应用进展做如下综述。

1 AI辅助诊断

1.1 自动化心脏4D血流磁共振成像后处理

医学影像领域数据量庞大，自2017年8月3日“腾讯觅影”面世以来，该领域一直是机器学习的焦点。心脏磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)可提供心脏功能、瓣膜疾病、血流、灌注和血管解剖学的可量化信息。心脏4D血流MRI诊断实用性强大，可对血流和模式进行全面分析、区域壁运动分析、压力梯度量化和血管血流动力学分析。但受到专业知识和经验水平的限制，图像的后处理只能由少数心脏病学和放射学专家在专用的3D实验室手动执行3D分割、可视化和4D分析等操作，既耗时耗力又难以通用。……