北京2021年2月19日 /美通社/ -- 2020年，國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)發(fā)出了第一張以“影像輔助診斷”命名的醫(yī)療AI軟件NMPA三類醫(yī)療器械認(rèn)證，意味著臨床醫(yī)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(yī)生，AI也可以參與影像分析，輔助醫(yī)生判斷得更加準(zhǔn)確。拿到這張三類證的AI軟件是安德醫(yī)智旗下BioMind“天醫(yī)智”顱內(nèi)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(shì)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，我國(guó)整體腫瘤 5 年生存率為 36.0%，遠(yuǎn)低于美國(guó)的 64.0%。之所以出現(xiàn)如此大的差距，很大程度上因?yàn)槲覈?guó)在腫瘤早篩方面存在著較大提升空間：一方面，我國(guó)居民普遍缺乏疾病早篩的意識(shí)，另一方面，我國(guó)大量醫(yī)療機(jī)構(gòu)（特別是基層的醫(yī)療機(jī)構(gòu)）受限于醫(yī)療設(shè)備、高級(jí)醫(yī)療人才匱乏等原因，難以從醫(yī)學(xué)影像中及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)并判斷疾病。
要解決這一問題，固然可以依靠高級(jí)醫(yī)療專業(yè)人才的持續(xù)培養(yǎng)、輸送來(lái)改善，但是，專業(yè)醫(yī)療人才資源需要長(zhǎng)時(shí)間積累，無(wú)法一蹴而就。在此背景下，AI就展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其能夠通過特征提取網(wǎng)絡(luò)、分類與分割網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，幫助醫(yī)生快速篩除醫(yī)學(xué)影像，提高分析影像的準(zhǔn)確度，縮短診斷結(jié)果報(bào)告時(shí)間，提升醫(yī)療系統(tǒng)的診斷能力。
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱：天壇醫(yī)院）與北京安德醫(yī)智科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱：安德醫(yī)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”，旨在通過醫(yī)工結(jié)合的方式，聯(lián)合展開全球領(lǐng)先的神經(jīng)系統(tǒng)疾病人工智能應(yīng)用的科研、轉(zhuǎn)化、臨床等方面的探索。前文提到的取得NMPA三類首證的BioMind“天醫(yī)智”顱內(nèi)腫瘤磁共振影像輔助診斷軟件，便誕生于此。
天壇醫(yī)院能夠?qū)⑵湓谏窠?jīng)科學(xué)等方面的深厚積累、領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，通過AI技術(shù)下沉到基層醫(yī)院?；鶎俞t(yī)院相當(dāng)于引進(jìn)了一名擁有高年資專家，居民不用擠到大城市、大醫(yī)院，在家門口就能獲取高品質(zhì)、個(gè)性化的治療方案，這將在很大程度上緩解看病難、看病貴的問題。
AI研發(fā)計(jì)算平臺(tái)升級(jí)，安德醫(yī)智與浪潮共同攜手發(fā)力
天壇醫(yī)院與安德醫(yī)智基于上萬(wàn)例臨床影像數(shù)據(jù)進(jìn)行AI模型開發(fā)與訓(xùn)練的過程中，遇到三個(gè)與AI計(jì)算力相關(guān)的問題。
一是，CT/MRI影像數(shù)據(jù)量大，單個(gè)病例可以達(dá)到GB級(jí)，上萬(wàn)病例的數(shù)據(jù)規(guī)模對(duì)原有計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)生了巨大的壓力，數(shù)據(jù)讀取、處理速度非常慢。二是，要想實(shí)現(xiàn)多種疾病的精準(zhǔn)診斷，相應(yīng)的AI模型復(fù)雜度高、計(jì)算量大，使用原有的計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行分布式訓(xùn)練，單次耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)兩周。三是，工程師需要針對(duì)身體各部位開發(fā)相應(yīng)的模型并進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)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，并且開發(fā)環(huán)境部署復(fù)雜，工程師各自維護(hù)一套開發(fā)環(huán)境，不利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作。
安德醫(yī)智希望升級(jí)計(jì)算平臺(tái)，在化解AI算力瓶頸的同時(shí)，對(duì)計(jì)算力資源進(jìn)行統(tǒng)一、高效的管理。針對(duì)此需求，浪潮提供了包括浪潮AI服務(wù)器AGX-5、AI資源平臺(tái)AIStation在內(nèi)的整體解決方案。
安德醫(yī)智工程師使用的圖像重構(gòu)、深度學(xué)習(xí)等模型數(shù)據(jù)量大、復(fù)雜度高，對(duì)計(jì)算平臺(tái)的顯存、性能要求高。相比原計(jì)算平臺(tái)，AGX-5實(shí)現(xiàn)顯存翻倍，大大縮短了海量影像數(shù)據(jù)的吞吐時(shí)間，能夠支持規(guī)模更大、復(fù)雜度更高的模型訓(xùn)練。此外，AGX-5單機(jī)計(jì)算性能高達(dá)2 PetaFLOPS，是原計(jì)算平臺(tái)的3倍，通過16顆AI芯片的高速互聯(lián)，大大加快了模型的并行訓(xùn)練速度，將安德醫(yī)智的主要模型訓(xùn)練速度提升10倍以上。
浪潮AIStation則很好地協(xié)助安德醫(yī)智實(shí)現(xiàn)了計(jì)算平臺(tái)資源利用率進(jìn)一步提高、環(huán)境部署趨于簡(jiǎn)單、團(tuán)隊(duì)協(xié)作更加便捷等資源管理目標(biāo)。一方面，工程師通過AIStation可視化界面可按需申請(qǐng)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(duì)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(xùn)練，提升資源利用率。另一方面，AIStation提供多種主流深度學(xué)習(xí)開源鏡像，工程師可通過容器的形式秒級(jí)創(chuàng)建開發(fā)環(huán)境，同時(shí)組內(nèi)人員創(chuàng)建的開發(fā)環(huán)境相互可見，并可進(jìn)入開發(fā)調(diào)試，便于同步工作進(jìn)度。AIStation支持了安德醫(yī)智近80位工程師同時(shí)使用計(jì)算平臺(tái)，顯著提升了資源使用率與訓(xùn)練效率，GPU使用率由原來(lái)的30%上升為75%，訓(xùn)練時(shí)間由2周多降為2天。
與AI計(jì)算平臺(tái)的緊密合作，使研發(fā)工作取得了進(jìn)展，疾病診斷準(zhǔn)確率也有了提升。
除此之外，安德醫(yī)智和浪潮還達(dá)成了元腦生態(tài)戰(zhàn)略合作協(xié)議，將繼續(xù)融合雙方的優(yōu)勢(shì)資源，開發(fā)軟硬件一體化醫(yī)療+AI解決方案并加速應(yīng)用落地，滿足更多醫(yī)療機(jī)構(gòu)、更多病種的輔助診斷需求，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的下沉，滿足人民對(duì)于健康服務(wù)日益增長(zhǎng)的需求，助力“健康中國(guó)”。
