主圖顯示了放射科醫(yī)師檢查腦損傷患者CT掃描。照片由美國空軍提供,拍攝者為高級飛行員Julianne Showalter,獲許可允許公開使用。
很少有人能早在90年代中期就預(yù)測到深度學(xué)習(xí)革命的到來。
但服務(wù)于賓夕法尼亞州和新澤西州民眾的醫(yī)療健康系統(tǒng)Geisinger在早期的時(shí)候就已經(jīng)開始涉足電子病例,這讓他們在二十年后的今天,在實(shí)施AI的時(shí)侯具備了極大的優(yōu)勢。
Geisinger于1996年開始采用電子病歷,并于2001年左右開始以數(shù)字化方式存儲醫(yī)學(xué)影像。自那時(shí)起,它保存了近200萬份患者的數(shù)字病歷。作為一家區(qū)域性醫(yī)療健康服務(wù)機(jī)構(gòu),Geisinger的患者群體規(guī)模也相對穩(wěn)定。
這意味著它擁有著大量患者的縱向數(shù)據(jù)——一套成熟的深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集,Geisinger成像科學(xué)與創(chuàng)新部門副教授兼創(chuàng)始人Brandon Fornwalt如是說。
他說到:“這讓我們能夠做到其他機(jī)構(gòu)做不到的事情。”
周二在圣何塞舉行的GPU技術(shù)大會上,Geisinger放射學(xué)主管Fornwalt和Aalpen Patel分享介紹了如何在醫(yī)療健康系統(tǒng)中臨床使用NVIDIA DGX-1實(shí)現(xiàn)多種AI解決方案,以改善患者護(hù)理。
Fornwalt說道:“機(jī)器學(xué)習(xí)能幫助我們更好地了解到自己能夠通過哪些早期干預(yù),讓患者過上更加幸福、長壽、健康的生活?!薄?/p>
針對腦部及心臟疾病的AI
當(dāng)患者因受傷或中風(fēng)導(dǎo)致大腦出血時(shí),快速的診斷和治療對于降低腦損傷至關(guān)重要。放射科醫(yī)師可能需要五分鐘或更短時(shí)間來查看患者的CT掃描。但是這些專家的工作也分輕重緩急——通常住院病人和急診室急診病例的讀片速度要快于門診病人。
然而,Patel和Fornwalt解釋說道,門診掃描片中也可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的病例。Geisinger自2017年1月開始部署了基于NVIDIA GPU進(jìn)行訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型,該模型能夠讀取所有腦部CT掃描,并在幾秒鐘內(nèi)調(diào)整放射科工作清單的優(yōu)先順序,將潛在急性病例前置,讓放射科醫(yī)師能夠優(yōu)先處理。這種刷新優(yōu)先排序的方式將診斷時(shí)間減少了96%,令人不禁贊嘆。
為改善心臟病患者的護(hù)理,Geisinger正在開發(fā)一種深度學(xué)習(xí)模型來分析心電圖(EKG)和超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù),這也是最常見的兩種心臟功能監(jiān)測方法。利用其數(shù)據(jù)庫中的200萬條EKG記錄,它正在構(gòu)建能夠預(yù)測患者未來心臟病情的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
針對超聲心動(dòng)圖——即心臟的超聲波,團(tuán)隊(duì)正在對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,以尋求能夠預(yù)測特定健康狀況的模式。 EKG和超聲心動(dòng)圖模型的開發(fā)和測試都是基于DGX-1進(jìn)行的,且Geisinger還計(jì)劃于近期安裝NVIDIA DGX-2以加速其管線。
Geisinger還使用機(jī)器學(xué)習(xí)來優(yōu)化針對心力衰竭患者的資源分配。其模型發(fā)現(xiàn),未接受某些循證治療(例如每年流感疫苗注射)的心力衰竭患者和由此導(dǎo)致的死亡或住院風(fēng)險(xiǎn)增加之間存在某種關(guān)聯(lián)。
Geisinger的藥劑師團(tuán)隊(duì)和其他醫(yī)療服務(wù)提供商如今正在利用這些洞察來精準(zhǔn)定位那些有望借助更豐富的資源受益最多的患者。該團(tuán)隊(duì)使用NVIDIA RAPIDS數(shù)據(jù)科學(xué)庫對近100萬套心力衰竭患者相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,與52核CPU服務(wù)器相比,其采用的單一GPU實(shí)現(xiàn)了三倍的加速。
“當(dāng)你擁有了大型表格式數(shù)據(jù)集時(shí),例如一個(gè)有近百萬行、100列的表格的時(shí)候,RAPIDS將能夠真正派上用場,”Fornwalt說道。
Patel認(rèn)為人工智能是解決醫(yī)師資源日益短缺問題的重要工具,特別是隨著美國人口老齡化現(xiàn)象加重、人口預(yù)期壽命變長。
“機(jī)器學(xué)習(xí)還讓我們能夠更好地照看病人,它已經(jīng)不再是一種選擇,”他說。 “而將成為人類生存的必須品。”