人工智能在智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

肺癌是世界上最常見(jiàn)也最致命的癌癥之一。被診斷出罹患肺癌的患者中，80%以上會(huì)在五年內(nèi)離開(kāi)人世，將近半數(shù)的患者在一年之內(nèi)去世。

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院提供

初創(chuàng)公司Innovation DX聯(lián)合創(chuàng)始人H. Michael Park正在嘗試努力提高癌癥患者的生存率。Innovation DX是一家醫(yī)藥分析公司，創(chuàng)立于美國(guó)圣路易斯，該公司計(jì)劃于12月發(fā)布旗下第一款產(chǎn)品——由GPU加速的AI系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)簡(jiǎn)單的胸部X光對(duì)早期肺癌進(jìn)行檢測(cè)。

該產(chǎn)品最初將在美國(guó)以外的市場(chǎng)推出，同時(shí)Park和另一位聯(lián)合創(chuàng)始人Connor Monahan也在努力爭(zhēng)取美國(guó)食品藥物管理局（FDA）的批準(zhǔn)。

Park表示：“當(dāng)前，肺癌如此致命的原因通常是由于確診時(shí)間過(guò)晚。我們正在嘗試通過(guò)盡早發(fā)現(xiàn)癌變來(lái)挽救生命?！?/p>

肺癌為何如此危險(xiǎn)

肺癌的癥狀通常是進(jìn)入晚期無(wú)法治愈時(shí)才會(huì)顯露出來(lái)。根據(jù)《美國(guó)醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究，即使是每年進(jìn)行胸部X光檢查，也很少能在早期發(fā)現(xiàn)疾病。美國(guó)肺臟協(xié)會(huì)（American Lung Association）稱，如果醫(yī)療人員能早日發(fā)現(xiàn)肺癌，患者的生存率將會(huì)提高三倍以上。

Park和Monahan二人決定要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

肺癌細(xì)胞分裂（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院提供）

極速求解

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，二人采用了一種名為“遺傳深度學(xué)習(xí)”（genetic deep learning）的技術(shù)，將深度學(xué)習(xí)和進(jìn)化原理結(jié)合，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢測(cè)肺癌存在與否。通過(guò)由美國(guó)國(guó)家癌癥研究所數(shù)據(jù)集的12000例確認(rèn)病例的胸部X光，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)了如何檢測(cè)疾病。

團(tuán)隊(duì)使用了NVIDIA GPU、CUDA并行計(jì)算平臺(tái)，以及Python Caffe深度學(xué)習(xí)框架進(jìn)行加速計(jì)算，并在AWS云端的Tesla GPU加速器上部署了推理模型。

“在CPU上運(yùn)行需要40秒，而我們將時(shí)間縮短為3.41毫秒，且準(zhǔn)確率能夠達(dá)到96％。換句話說(shuō)，在蒼蠅煽動(dòng)一次翅膀的時(shí)間里，Innovation DX的算法就能提供一次準(zhǔn)確的結(jié)果。”P(pán)ark說(shuō)道，“但這并不意味著放射科醫(yī)生會(huì)失業(yè)，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的目的就是為了給放射科醫(yī)生提供輔助建議?！?/p>

Innovation DX正在與馬里蘭州的一家醫(yī)院和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院合作進(jìn)行一項(xiàng)測(cè)試，將該系統(tǒng)與專業(yè)放射科醫(yī)生的診斷進(jìn)行對(duì)比。該公司還計(jì)劃在測(cè)試版中增加CT掃描功能。Innovation DX也正在參與NVIDIA的初創(chuàng)加速計(jì)劃，該計(jì)劃旨在幫助那些正在利用人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)為行業(yè)帶來(lái)改變的創(chuàng)業(yè)公司。

降低誤診率

Park表示，肺癌只是Innovation DX的起步，他們的目標(biāo)是借助AI更大規(guī)模地降低誤診率。Park患有囊性纖維化，而在他出生后的八個(gè)月里，病情一直沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。

他說(shuō)：“我從小就知道身在醫(yī)院是怎樣的感受，而且誤診的代價(jià)我也親身經(jīng)歷過(guò)。這讓我開(kāi)始思考，如果醫(yī)生能夠擁有第二雙眼睛該有多好?！?/p>

18歲時(shí)他便和Monahan決定將學(xué)到的計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)活學(xué)活用，來(lái)改善醫(yī)療保健行業(yè)。

他說(shuō)：“雖然我可能不懂醫(yī)藥，但算法懂?！?/p>