【医学影像 AI】医学影像 AI 入门：PyTorch 基础与数据加载

引言：医学影像与 AI 的碰撞，PyTorch 开启无限可能

医学影像技术，作为现代临床诊断与治疗的基石，正以前所未有的速度与人工智能（AI）技术深度融合。这种结合不仅极大地提升了影像分析的效率与精度，更为疾病的早期发现、精准诊断乃至个性化治疗方案的制定开辟了广阔前景。然而，医学影像AI领域也面临着数据量庞大、标准化程度不一、模型可解释性不足以及高质量标注数据稀缺等诸多挑战。本文旨在为对医学影像AI感兴趣的初学者及有一定Python和深度学习基础、希望进入该领域的开发者提供一份详尽的入门实践指南。

在众多深度学习框架中，PyTorch凭借其卓越的灵活性、简洁的Pythonic接口以及庞大而活跃的社区支持，已成为医学影像AI研究与应用领域的主流选择。其动态计算图特性使得模型调试更为直观，丰富的生态库（如MONAI、TorchIO）则进一步简化了医学影像特有的数据处理与建模流程。

本文的目标是引导读者系统掌握医学影像AI的基本概念、PyTorch框架的核心组件，并重点聚焦于医学影像数据的处理。我们将详细解析常见的医学影像数据格式（DICOM与NIfTI），并以公开的IXI脑部MRI数据集为例，通过提供完整、可直接运行的代码，一步步演示如何使用PyTorch及其生态库 TorchIO 进行高效的数据加载、精细的可视化以及关键的预处理操作（如方向校正、重采样、强度归一化、裁剪填充等），并简要介绍数据增强技术。通过学习本文&