人工智能賦予醫(yī)生更強大的力量

人工智能 (AI) 是我們這個時代的重要技術，而早期檢測是一項重大的醫(yī)學挑戰(zhàn)。AI方面的突破性進展讓醫(yī)生有可能更早地發(fā)現(xiàn)疾病，并更好地了解病情。

正因如此，NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛先生在近日于波士頓舉辦的世界醫(yī)療創(chuàng)新論壇 (WMIF，World Medical Innovation Forum) 上發(fā)表了演講。超過1000位全球行業(yè)領袖和學術界人士分享了最新的AI與醫(yī)療業(yè)的交叉創(chuàng)新 - 這也是黃仁勛先生關注的重點。

NVIDIA的醫(yī)療史

NVIDIA在VR游戲、AI 和自動駕駛汽車領域的成果不斷搶占新聞頭條。以下圖表則展現(xiàn)了NVIDIA與醫(yī)療保健業(yè)的合作伙伴聯(lián)手取得的非凡成績。

十多年來，醫(yī)療保健一直是NVIDIA的關注焦點。

NVIDIA的GPU計算平臺CUDA一開始的應用領域就是醫(yī)療成像與生命科學。發(fā)明于15年前的迭代重建算法是計算機斷層掃描（CT，Computed Tomography）領域的一種新算法，雖然可減少X射線劑量，但其計算量過于龐大。通過NVIDIA GPU，GE Healthcare的CT系列產(chǎn)品將輻射量降低了82%。

GPU計算也給超聲波技術帶來了翻天覆地的變化。GE Healthcare的Vivid E95可以實現(xiàn)實時4D成像以查看流經(jīng)心臟的血液。

利用NVIDIA GPU計算，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校Klaus Schulten計算生物物理學實驗室的生命科學研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模的分子動力學仿真，其規(guī)?？蛇_到其他實現(xiàn)方式的1000倍。這使得他們創(chuàng)建出了前所未見的HIV病毒衣殼視圖，并率先完成了煙草花葉病毒的完整生命形態(tài)的仿真。

ThermoFisher Scientific工程師利用NVIDIA GPU將其基因測序算法速度加快了250倍，并創(chuàng)建了Ion S5 新一代測序系統(tǒng)，在分析定向基因序列方面實現(xiàn)了突破性的成本和時間節(jié)省。

在斯德哥爾摩大學，NVIDIA GPU使研究人員Erik Lindahl的RELION成像應用能夠處理和重建分子結(jié)構(gòu)的3D圖像。RELION是榮獲諾貝爾獎的冷凍電鏡軟件。Cryo-EM可讓研究人員凍結(jié)處于運動中的分子，并首次實現(xiàn)在原子水平上觀測生物進程?！蹲匀弧菲诳瘜ryo-EM評為科學領域的“年度技術（Method of the Year）”。

AI賦予醫(yī)生“超人”般的力量

六年前，Alex Krizhevsky在國際計算機圖像識別大賽ImageNet中勝出，深度學習也引起了計算機界的關注。Krizhevsky就是用NVIDIA GPU來訓練其名為AlexNet的八層深度神經(jīng)網(wǎng)絡。

在認識到這種軟件開發(fā)方法的重要性之后，NVIDIA全力投入深度學習，認定這種技術能推動AI的進步，幫助解決一直以來的棘手問題。這是一項明智的決策。如今，深度學習軟件已經(jīng)實現(xiàn)了超人般的模式識別能力，包括視覺、聲音、語音和許多其他感知形式。

今年，NVIDIA宣布推出新的Volta GPU，這是NVIDIA的首款同時擅長計算機圖形學、科學計算和深度學習的處理器。憑借Volta的Tensor Core架構(gòu)，AlexNet的訓練速度比六年前快500倍。NVIDIA正在以驚人的速度推進AI計算的發(fā)展。

醫(yī)學成像研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了深度學習的力量。在去年舉辦的醫(yī)學影像計算與計算機輔助介入國際會議（MICCAI 2017）上發(fā)表的論文中，有一半的主題是應用深度學習。NVIDIA目前正在與300多家醫(yī)療初創(chuàng)公司合作，通過深度學習應對當今存在的挑戰(zhàn)。如今這些企業(yè)募集的資金總額已經(jīng)超過15億美元。Arterys、Butterfly Networks、RADLogics、Viz.Ai和Zebra在醫(yī)學成像領域都已經(jīng)取得了令人振奮的成績，許多AI識別模型現(xiàn)已通過FDA批準。

進步十分驚人，而這僅僅是第一階段。

未來發(fā)展

AI是一項真正偉大的技術，將成就未來的“超人”型醫(yī)生，而且其進展步伐同樣令人難以置信。

我們該如何將這種技術交到醫(yī)生手中？我們該如何將這項技術整合到當前基礎設施中，且同時能夠保障患者的數(shù)據(jù)安全？

近期，NVIDIA宣布了Clara新型GPU計算平臺，它能加速不同形式的成像、所有類型的神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)以及任何可視化方法，從光柵化、容積成像到光線追蹤皆包括其中。Clara專為數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建，可擴展任意產(chǎn)品，從嵌入式醫(yī)療設備、工作站、本地數(shù)據(jù)中心一直到云。Clara可以用來運行醫(yī)學成像領域的最新技術，并可立即升級全球300萬種醫(yī)療器械。

這是一種統(tǒng)一的架構(gòu)，包含可在任意位置運行的相同軟件。

NVIDIA與醫(yī)療保健領域的領軍者積極開展合作。在醫(yī)學成像領域，NVIDIA與GE、西門子、飛利浦和Nuance都有著良好的合作關系。近期還宣布了與佳能醫(yī)療系統(tǒng)建立新的合作關系，將AI超級計算機部署到醫(yī)院。NVIDIA與領先的研究醫(yī)院，包括馬薩諸塞州綜合醫(yī)院（Massachusetts General Hospital）、布列根和婦女醫(yī)院（Brigham and Women’s Hospital）和梅奧診所(Mayo Clinic），美國國家衛(wèi)生研究院，以及包括 Paige.AI和PathAI等初創(chuàng)公司積極開展合作，這些研究機構(gòu)都在致力于研究AI助力的計算病理學。

我們都有著一個共同的目標：賦予未來的醫(yī)生“超人”般的能力，提供更好的醫(yī)療保健服務。