2020年，國家藥監局批準發(fā)出了第一張以“影像輔助診斷”命名的醫療AI軟件NMPA三類(lèi)醫療器械認證，意味著(zhù)臨床醫療領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代 -- 為患者診斷的不僅僅只有醫生，AI也可以參與影像分析，輔助醫生判斷得更加準確。拿到這張三類(lèi)證的AI軟件是安德醫智旗下BioMind“天醫智”顱內腫瘤磁共振影像輔助診斷軟件。參與這款軟件研發(fā)的為浪潮AI服務(wù)器AGX-5和浪潮AIStation。
AI為提升疾病診斷能力提供新思路
2018 年《柳葉刀》發(fā)布的全球腫瘤生存趨勢監測報告顯示，我國整體腫瘤 5 年生存率為 36.0%，遠低于美國的 64.0%。之所以出現如此大的差距，很大程度上因為我國在腫瘤早篩方面存在著(zhù)較大提升空間：一方面，我國居民普遍缺乏疾病早篩的意識，另一方面，我國大量醫療機構（特別是基層的醫療機構）受限于醫療設備、高級醫療人才匱乏等原因，難以從醫學(xué)影像中及時(shí)、準確發(fā)現并判斷疾病。
要解決這一問(wèn)題，固然可以依靠高級醫療專(zhuān)業(yè)人才的持續培養、輸送來(lái)改善，但是，專(zhuān)業(yè)醫療人才資源需要長(cháng)時(shí)間積累，無(wú)法一蹴而就。在此背景下，AI就展現出了獨特的優(yōu)勢，其能夠通過(guò)特征提取網(wǎng)絡(luò )、分類(lèi)與分割網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)，幫助醫生快速篩除醫學(xué)影像，提高分析影像的準確度，縮短診斷結果報告時(shí)間，提升醫療系統的診斷能力。
首都醫科大學(xué)附屬北京天壇醫院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：天壇醫院）與北京安德醫智科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：安德醫智）合作，聯(lián)合成立了全球首 個(gè)“神經(jīng)疾病人工智能研究中心”，旨在通過(guò)醫工結合的方式，聯(lián)合展開(kāi)全球領(lǐng) 先的神經(jīng)系統疾病人工智能應用的科研、轉化、臨床等方面的探索。前文提到的取得NMPA三類(lèi)首證的BioMind“天醫智”顱內腫瘤磁共振影像輔助診斷軟件，便誕生于此。
天壇醫院能夠將其在神經(jīng)科學(xué)等方面的深厚積累、領(lǐng) 先優(yōu)勢，通過(guò)AI技術(shù)下沉到基層醫院。基層醫院相當于引進(jìn)了一名擁有高年資專(zhuān)家，居民不用擠到大城市、大醫院，在家門(mén)口就能獲取高品質(zhì)、個(gè)性化的治療方案，這將在很大程度上緩解看病難、看病貴的問(wèn)題。
AI研發(fā)計算平臺升級，安德醫智與浪潮共同攜手發(fā)力
天壇醫院與安德醫智基于上萬(wàn)例臨床影像數據進(jìn)行AI模型開(kāi)發(fā)與訓練的過(guò)程中，遇到三個(gè)與AI計算力相關(guān)的問(wèn)題。
一是，CT/MRI影像數據量大，單個(gè)病例可以達到GB級，上萬(wàn)病例的數據規模對原有計算平臺產(chǎn)生了巨大的壓力，數據讀取、處理速度非常慢。二是，要想實(shí)現多種疾病的精準診斷，相應的AI模型復雜度高、計算量大，使用原有的計算平臺進(jìn)行分布式訓練，單次耗時(shí)長(cháng)達兩周。三是，工程師需要針對身體各部位開(kāi)發(fā)相應的模型并進(jìn)行訓練，訓練任務(wù)多、使用人員多，經(jīng)常需要一卡處理多個(gè)任務(wù)，算力資源分配不均、算力利用率不高，并且開(kāi)發(fā)環(huán)境部署復雜，工程師各自維護一套開(kāi)發(fā)環(huán)境，不利于團隊協(xié)作。
安德醫智希望升級計算平臺，在化解AI算力瓶頸的同時(shí)，對計算力資源進(jìn)行統一、高效的管理。針對此需求，浪潮提供了包括浪潮AI服務(wù)器AGX-5、AI資源平臺AIStation在內的整體解決方案。
安德醫智工程師使用的圖像重構、深度學(xué)習等模型數據量大、復雜度高，對計算平臺的顯存、性能要求高。相比原計算平臺，AGX-5實(shí)現顯存翻倍，大大縮短了海量影像數據的吞吐時(shí)間，能夠支持規模更大、復雜度更高的模型訓練。此外，AGX-5單機計算性能高達2 PetaFLOPS，是原計算平臺的3倍，通過(guò)16顆AI芯片的高速互聯(lián)，大大加快了模型的并行訓練速度，將安德醫智的主要模型訓練速度提升10倍以上。
浪潮AIStation則很好地協(xié)助安德醫智實(shí)現了計算平臺資源利用率進(jìn)一步提高、環(huán)境部署趨于簡(jiǎn)單、團隊協(xié)作更加便捷等資源管理目標。一方面，工程師通過(guò)AIStation可視化界面可按需申請資源并同時(shí)提交多個(gè)任務(wù)，資源不足時(shí)任務(wù)排隊等待，任務(wù)完成后資源自動(dòng)釋放，從而可以充分利用空閑時(shí)間進(jìn)行訓練，提升資源利用率。另一方面，AIStation提供多種主流深度學(xué)習開(kāi)源鏡像，工程師可通過(guò)容器的形式秒級創(chuàng )建開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)組內人員創(chuàng )建的開(kāi)發(fā)環(huán)境相互可見(jiàn)，并可進(jìn)入開(kāi)發(fā)調試，便于同步工作進(jìn)度。AIStation支持了安德醫智近80位工程師同時(shí)使用計算平臺，顯著(zhù)提升了資源使用率與訓練效率，GPU使用率由原來(lái)的30%上升為75%，訓練時(shí)間由2周多降為2天。
與AI計算平臺的緊密合作，使研發(fā)工作取得了進(jìn)展，疾病診斷準確率也有了提升。
除此之外，安德醫智和浪潮還達成了元腦生態(tài)戰略合作協(xié)議，將繼續融合雙方的優(yōu)勢資源，開(kāi)發(fā)軟硬件一體化醫療+AI解決方案并加速應用落地，滿(mǎn)足更多醫療機構、更多病種的輔助診斷需求，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)醫療資源的下沉，滿(mǎn)足人民對于健康服務(wù)日益增長(cháng)的需求，助力“健康中國”。
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