使用NVIDIA技術(shù)和AI構(gòu)建未來的智慧醫(yī)院

德國埃森大學(xué)醫(yī)院的研究人員使用 NVIDIA 驅(qū)動的 AI 賦能智慧醫(yī)院平臺，提高患者護(hù)理水平并降低能耗。

NVIDIA 正在與歐洲各地的臨床組織合作，將 AI 應(yīng)用于臨床護(hù)理，并通過提高效率和可納入醫(yī)療決策過程中的新數(shù)據(jù)維度支持臨床路徑。

位于德國西北部的埃森大學(xué)醫(yī)院將機器學(xué)習(xí)從科研帶到臨床——使用 NVIDIA 技術(shù)和 AI 構(gòu)建未來的智慧醫(yī)院。

杜伊斯堡埃森大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授 Jens Kleesiek 和 Felix Nensa 是一個四人小組的成員，該小組領(lǐng)導(dǎo)建立了醫(yī)學(xué)人工智能研究所（IKIM）。IKIM 開發(fā)的技術(shù)與埃森大學(xué)醫(yī)院的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施相集成。

IKIM 擁有的數(shù)據(jù)注釋實驗室，由經(jīng)過醫(yī)學(xué)委員會認(rèn)證的放射科醫(yī)師監(jiān)督。該實驗室使用 MONAI 加速標(biāo)記醫(yī)學(xué)圖像中的解剖結(jié)構(gòu)。MONAI 是基于 PyTorch 的開源框架，能夠構(gòu)建、訓(xùn)練、標(biāo)記和部署用于醫(yī)療成像的 AI 模型。

MONAI 由 NVIDIA 與包括倫敦國王學(xué)院在內(nèi)的十幾個領(lǐng)先的臨床和研究機構(gòu)合作創(chuàng)建。

IKIM 研究人員還使用自監(jiān)督學(xué)習(xí)來預(yù)訓(xùn)練 AI 模型，為醫(yī)院的 CT 掃描、磁共振成像（MRI） 等生成高質(zhì)量標(biāo)簽。

此外，IKIM 團(tuán)隊還開發(fā)了智慧醫(yī)院信息平臺（SHIP），這是基于 AI 的中央醫(yī)療數(shù)據(jù)整合平臺和部署引擎。研究人員和臨床醫(yī)生使用該平臺對大學(xué)醫(yī)院的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，包括醫(yī)學(xué)成像、放射學(xué)報告、臨床記錄和患者訪談。

例如，SHIP 可以在放射報告上標(biāo)記異常，并實時推送給醫(yī)生，從而為患者提供更快的診斷和治療。AI 還能夠準(zhǔn)確描述像是遺傳特征和患者報告等醫(yī)療健康指標(biāo)之間的數(shù)據(jù)驅(qū)動關(guān)聯(lián)。

“我們希望解決現(xiàn)實世界的問題，將解決方案帶入臨床，” Kleesiek 說?！?SHIP 框架能夠?qū)⒎治鰯?shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)算法直接提供給在醫(yī)療現(xiàn)場的臨床醫(yī)生?！?/p>

此外， AI 提高了工作流程效率，這推動了醫(yī)院內(nèi)部長期可持續(xù)發(fā)展。

更加智能的醫(yī)院

Nensa 表示，他的醫(yī)院目前擁有包括用于醫(yī)院信息、實驗室和放射科的近 500 個 IT 系統(tǒng)。每個系統(tǒng)都由相互關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵患者信息組成，但來自不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可能難以連接，也很難從中提取基于機器學(xué)習(xí)的見解。

SHIP 通過將數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為被稱作快速醫(yī)療保健互操作性資源（FHIR）的描述標(biāo)準(zhǔn)來連接所有此類系統(tǒng)，該標(biāo)準(zhǔn)通常在醫(yī)學(xué)中用于交換電子健康記錄。SHIP 目前包含超過 12 億個 FHIR。

一旦轉(zhuǎn)換為 FHIR ，數(shù)據(jù)科學(xué)家、研究人員和臨床醫(yī)生就可以輕松訪問這些信息，并基于 NVIDIA GPU 和 DGX A100 系統(tǒng)進(jìn)行實時 AI 訓(xùn)練和分析。這使得勞動密集型任務(wù)（例如活體肝移植前的肝臟容積測定或兒童骨齡估計）可以在后臺全自動執(zhí)行，而不需要放射科醫(yī)生半小時的手動工作。

“醫(yī)院里的 AI 越多，患者就越能享受到 AI 的便利，”Nensa 表示?！坝捎?AI 能讓醫(yī)生和護(hù)士從數(shù)據(jù)檢索和注釋等重復(fù)性任務(wù)中解放出來，醫(yī)療專業(yè)人員有更多時間可以專注于護(hù)理患者?！?/p>

NVIDIA DGX A100 系統(tǒng)賦能 IKIM 的 AI 訓(xùn)練和推理。NVIDIA Triton 推理服務(wù)器可在臨床實現(xiàn)快速且可擴(kuò)展的 AI 模型并發(fā)服務(wù)。

IKIM 團(tuán)隊還使用了用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的開源平臺 NVIDIA FLARE，它使數(shù)據(jù)科學(xué)家能夠開發(fā)通用且強大的 AI 模型，并同時保護(hù)患者隱私。

越智能，越環(huán)保

除了減少醫(yī)生工作量和增加患者護(hù)理時間外，醫(yī)院中的 AI 還促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展。

作為高度專業(yè)化的醫(yī)療中心，埃森大學(xué)醫(yī)院全年為患者提供每天 24 小時的可靠治療。如此一來，以患者為導(dǎo)向的前沿醫(yī)學(xué)在傳統(tǒng)上就少不了高能耗。

SHIP 幫助醫(yī)院提高效率、自動化任務(wù)并優(yōu)化流程，以減少工作流程中的摩擦——從而節(jié)省能源。根據(jù) Kleesiek 的說法， IKIM 重復(fù)利用數(shù)據(jù)中心的 GPU 能量，這也有助于埃森大學(xué)醫(yī)院更加環(huán)保。

“NVIDIA 正提供從軟件和硬件到專家工程師領(lǐng)導(dǎo)的培訓(xùn)等各種支持，以讓我們充分利用 AI 技術(shù)，”Nensa 說。

4 月，NVIDIA 專家在 IKIM 舉辦了研討會，提供關(guān)于 GPU 加速深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)科學(xué)和醫(yī)學(xué) AI 的講座和實踐培訓(xùn)。該研討會促使 IKIM 啟動了將 AI 用于醫(yī)學(xué)的其他項目——包括對 MONAI 的研究貢獻(xiàn)。

此外， IKIM 正在構(gòu)建 SmartWard 技術(shù)，以在醫(yī)院為患者提供端到端的 AI 體驗——從等候區(qū)的服務(wù)機器人到自動生成的出院報告。

對于 SmartWard 項目， IKIM 團(tuán)隊正在考慮將 NVIDIA Clara Holoscan 平臺集成至醫(yī)療設(shè)備 AI 計算中。

原文標(biāo)題：從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用，智慧醫(yī)院技術(shù)提高了醫(yī)療效率和可持續(xù)性

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審核編輯：湯梓紅