將X射線技術(shù)結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法可提早檢測體內(nèi)潛在致命腫瘤

研究發(fā)現(xiàn)，一種新型的、可以與深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合來進(jìn)行爆炸物質(zhì)檢查的X射線技術(shù)，將可以用于提早檢測到人體內(nèi)潛在的致命腫瘤。

此前，有不法分子通過將爆炸物藏在電子設(shè)備或其他物體內(nèi)來躲避傳統(tǒng)的X射線的檢查，這主要就是因為傳統(tǒng)的X射線技術(shù)在這種情況下很難探測到爆炸物質(zhì)。但研究人員發(fā)現(xiàn)如果采用這種新的技術(shù)，將可以在同樣的測試條件下以100%的準(zhǔn)確率檢測出爆炸物。

顯然，這一技術(shù)將會在機場安檢中對炸彈或其他危險物品等物質(zhì)的掃描應(yīng)用中有著最大的潛力，但最近來自雜志的一篇論文發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)也將可以用于輔助檢測建筑物的裂縫和銹蝕，而且最終還將可用于早期腫瘤的識別。

為了進(jìn)行測試，倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員將少量炸藥藏在了筆記本電腦、吹風(fēng)機和手機等電器產(chǎn)品中，這些炸藥的種類包括Semtex和C4等，而這些電器則被裝在了裝有牙刷、充電器和其他日用品的袋子中，這樣的安排是為了更大程度地模擬旅行者的密密麻麻裝滿的旅行包。

掃描一個袋子里的掃描圖，上圖為傳動的X光機，下圖為研究團隊的掃描結(jié)果

此前傳統(tǒng)X光掃描，會使用標(biāo)準(zhǔn)X光機以均勻的X射線場照射物體；而在此次測試中，研究人員采用的是包含有定制的蒙板的X光機，其中的蒙板由打孔的金屬片制成，它的作用是將光束分離成一組更小的光束。

這樣，當(dāng)光束穿過袋子和里面的東西時，這些光束將以僅有一微弧度的角度被散射（大約2萬分之一度）。

而之后的散射分析，則由被訓(xùn)練過的人工智能來完成，它可以識別特定的角度變化模式下特定材料的紋理。

左側(cè)為傳統(tǒng)掃描方法，右側(cè)為此次采用得散射方法

倫敦大學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)物理和生物醫(yī)學(xué)工程系的桑德羅·奧利沃說，人工智能非常擅長分析處理并搜尋到這些爆炸物質(zhì)等材料，即使它們被藏得很深。他說，“即使我們在測試中將少量的炸藥隱藏在某處，由于它們在許多其他東西中留下了一些紋理，算法也會找到它。”

該算法已經(jīng)可以做到，在測試中得每一次實驗中都能夠正確識別炸藥。不過該團隊也承認(rèn)，在更接近真實世界條件的更大規(guī)模的研究中，很難有同樣高的準(zhǔn)確性。

研究人員也認(rèn)為，這項技術(shù)也將可用于醫(yī)療應(yīng)用，特別是癌癥篩查。

盡管他們還沒有對這項技術(shù)能否成功地區(qū)分腫瘤的紋理和周圍健康的健康乳房組織進(jìn)行測試，但他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)在探測非常小的腫瘤方面有著很大得潛力，尤其是那些此前由于藏在病人胸腔后面而無法被X光發(fā)現(xiàn)的腫瘤。

奧利沃補充說，他們非常期待有一天這些可以實現(xiàn)，如果研究團隊檢測腫瘤紋理方面得到與探測爆炸物質(zhì)類似的準(zhǔn)確率，該方法在腫瘤得早期診斷方面的應(yīng)用潛力是巨大的。

“倫敦大學(xué)學(xué)院團隊的最新工作有著很大的前景，它結(jié)合了新型X射線成像和人工智能技術(shù)，在行李物品的危險物品和裂縫檢測等無損檢測中具有很大的應(yīng)用潛力”薩里大學(xué)的副教授凱文·威爾斯說，“癌癥檢測本身就包含一系列挑戰(zhàn)，我們期待根據(jù)工作進(jìn)展在適當(dāng)?shù)臅r機將其投入應(yīng)用”。