及时准确的诊断可以挽救无数生命。人工智能在医学领域有很大的潜力。然而,由于考虑到患者隐私,获取训练人工智能模型所需的大量数据一直是一个长期而困难的问题。近日,英伟达发布了基于人工智能的区块链计算平台克拉拉联邦学习(Clara FL),这是分布式协同人工智能模型培训的参考应用。它可以保护病人的隐私,并将复杂3D模型的分析时间从几小时减少到几分钟。
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这一信息是由英伟达副总裁金伯利·鲍威尔(Kimberly Powell)于2019年12月1日在英伟达博客上公布的。
同一天,在北美放射学会年会上,英伟达还推出了克拉拉·弗勒(Clara FL)平台,该平台使用分布式协作学习技术将患者数据存储在其所属的地方——在医院或医疗提供商的网络中,网络上的每个客户都可以使用该平台进行自己的深入学习培训,也可以与其他客户合作提供更准确的全球模型。
克拉拉前线平台目前正在最近宣布的英伟达EGX智能边缘计算平台上运行。
其工作原理如下:
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克拉拉FL应用程序被打包到赫尔姆图中,以简化库本内斯基础设施上的部署。英伟达EGX平台安全地提供联合服务器和协作客户端,提供启动联合学习项目所需的一切,包括应用程序容器和初始人工智能模型。
Clara FL使用跨多家医院的分布式培训来开发强大的人工智能模型,而无需共享患者数据。
参与的医院使用NVIDIA Clarai辅助注释软件开发工具包来标记自己的患者数据,然后将这些数据集成到医学查看器中,如3D Slisher、MITK、Fovia和飞利浦智能空间发现。
使用预先训练好的模型和转移学习技术,英伟达人工智能帮助放射科医生进行标记,将复杂3D研究的时间从几小时缩短到几分钟。
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参与医院的英伟达EGX服务器根据本地数据对全球模型进行了培训。本地培训结果通过安全链接共享回联合学习服务器。
该方法通过仅共享部分模型权重而不共享患者信息来保护隐私(区块链),从而通过联合平均来构建新的全局模型。然后重复该过程,直到人工智能模型达到其期望的精度。
区块链在医疗行业有巨大的潜力。医疗保健行业有许多影响深远的区块链解决方案。许多项目强调分布式系统可以带来数据隐私、数据可访问性和提高计算速度的优势。这项技术也经常与人工智能联系在一起,两者相辅相成。
世界各地的医学巨头——包括美国放射学会、MGH和BWH临床数据科学中心以及加州大学洛杉矶分校健康中心——都是这项技术的先驱。他们的目标是为他们的医生、病人和医疗机构开发个性化的人工智能。
美国放射学会正在它的人工智能实验室(一个国家医学成像平台)试验NVIDIA Clara FL。人工智能实验室将为38,000名医学成像成员安全地构建、共享、调整和验证人工智能模型。
加州大学洛杉矶分校的放射科也在使用英伟达克拉拉佛罗里达州给放射科带来人工智能。作为顶尖的学术医疗中心,校园可以验证克拉拉佛罗里达大学的有效性,并在未来将其扩展到更广泛的加州大学系统。
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新英格兰的合作医疗公司也宣布了一项新的计划,使用英伟达克拉拉佛罗里达州。
在其他使用案例中,克拉拉将允许医院在成像和基因组测序中形成更精确和快速的模型。
在全球放射学领域最大的顶级医疗盛会、最代表行业未来发展方向的RSNA,100多家参展商使用英伟达技术将人工智能引入放射学。金伯利·鲍威尔说:“我们正在见证人工智能医学物联网的开始。”
英伟达长期以来一直瞄准大型医疗领域的人工智能市场。早在2016年GTC会议上,英伟达就与马萨诸塞州总医院的临床数据科学中心达成了合作。英伟达凭借其技术,利用该中心的100亿张医学图像,对疾病检测、诊断、治疗和其他场景进行深入的学习培训和开发。同年11月,英伟达与美国国家癌症研究所和美国能源部合作启动了“癌症月射”项目。此后,频繁的动作表明人工智能更适用于医学场景。
医疗一直是一个热门领域。2018年年中左右,国内医疗人工智能融资规模已超过200亿元人民币,已有100多家公司获得此类融资。在传统医疗设备巨头做出回应之前,这群初创公司和技术巨头已经从医疗的各个方面开始了“人工智能实验”。在这个实验过程中,除了收集各种医学数据之外,人工智能处理能力也是需要的,英伟达是他们人工智能处理能力的主要提供者。
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2018年9月,英伟达推出并发布了自己的医疗项目克拉拉平台。克拉拉平台是英伟达未来智能设备的预兆。
金伯利·鲍威尔(Kimberly Powell)在2019年1月的一次采访中表示:“我们认为,收集数据后的分析很大程度上取决于你使用的是什么设备以及何时收集数据。我们希望通过软件创新来启用医疗设备,并在硬件方面提供智能设备。同时,我们将配置软件开发的SDK,这意味着它可以在医疗行业的任何时间和任何地点进行计算。Clara是一套软件,目前以早期版本发布,之后我们将继续支持它。我们希望对某医院设备分析的一些知识或结论能够在当地总结并推广,而不仅仅是输出结果。因为医院不同,结果可能不是真正的反应,所以学习知识的转移非常重要。”
不到一年后,克拉拉佛罗里达州平台发布,英伟达的希望实现了。英伟达通过人工智能增强了医疗行业的力量,人工智能是全人类的福祉。人类无法逃脱的出生、衰老和死亡并不期待结束。但是也许随着人工智能辅助技术的不断进步,我们可以更好地了解这种疾病。未来的世界既令人兴奋又不可预测。