預(yù)計在未來20年內(nèi)，癌癥發(fā)病率將增長63%。為了滿足日益增長的醫(yī)療需求，醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者正轉(zhuǎn)向使用人工智能工具，來幫助放射腫瘤學(xué)家更快地提供高質(zhì)量、個性化的治療。

全球領(lǐng)先的醫(yī)療健康公司Siemens Healthineers（西門子醫(yī)療）正在使用基于NVIDIA GPU的超級計算基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)人工智能軟件，以生成器官分割，從而實現(xiàn)精確的放射治療。

Siemens Healthineers的Sherlock AI超級計算機由NVIDIA HGX 1和HGX 2服務(wù)器提供動力，這些服務(wù)器裝載了NVIDIA V100 Tensor核心GPU。該系統(tǒng)提供20千萬億次浮點運算的性能，每天可用于500多個人工智能實驗。

Siemes Healthineers和NVIDIA都在科羅拉多州丹佛市外舉行的醫(yī)學(xué)影像信息學(xué)會 (Society for imaging Informatics in Medicine) 年會上分享了他們在醫(yī)學(xué)影像人工智能方面的最新成果。該活動將醫(yī)學(xué)信息學(xué)社區(qū)聚集在一起，分享、討論和解決醫(yī)學(xué)成像面臨的挑戰(zhàn)和機遇。

增強放射治療工作流程

癌癥放射治療是一項復(fù)雜的工作流程，包括對患者進行建模、繪制目標(biāo)和危及器官的輪廓、模擬治療過程、規(guī)劃和實施治療。

在這一過程中，最耗時的任務(wù)之一是保護患者腫瘤周圍處于危險中的健康器官，使他們避免遭受過度的輻射劑量。傳統(tǒng)上，放射腫瘤學(xué)家會勾勒出腫瘤的靶區(qū)體積和處于危險中的器官，并決定在不損害鄰近正常組織的情況下應(yīng)該使用多少輻射劑量來治療腫瘤。

為了幫助腫瘤學(xué)家更快地制定放射治療計劃，Siemens Healthineers使用Syngo.via RT Image Suite，這是一種通過人工智能輔助自動繪制器官輪廓的軟件工具。通過使用Sherlock超級計算機對450多萬張圖像進行訓(xùn)練，AI模型節(jié)省了放射腫瘤學(xué)家的時間，并簡化了勾勒器官輪廓的任務(wù)。在他們目前的研究中，Siemens Healthineers已使用人工智能技術(shù)自動勾勒出28個器官的輪廓。

Siemens Healthineers放射腫瘤學(xué)軟件和概念定義主管Fernando Vega博士表示: “人工智能輔助繪制自動輪廓有助于節(jié)省時間，并提高危險器官輪廓繪制的標(biāo)準(zhǔn)化。” “這使得放射腫瘤學(xué)醫(yī)生們能夠更好地關(guān)注病人護理的其他關(guān)鍵方面。”

利用軟件編寫軟件

在AI醫(yī)療成像風(fēng)潮的背后，是軟件開發(fā)范式中的一個新動態(tài)：能夠編寫其他軟件的軟件出現(xiàn)。

傳統(tǒng)上，工程師從頭到尾地編寫應(yīng)用程序是一個耗時的過程，需要專門的計算技能。現(xiàn)在，有了強大的計算資源，AI算法可以利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)圖像分析等過程，而無需開發(fā)人員明確地為每個元素編碼。

自20世紀(jì)90年代以來一直參與機器學(xué)習(xí)的Siemens Healthineers正在利用Sherlock系統(tǒng)實現(xiàn)這種AI功能。

超級計算機從該公司的大量數(shù)據(jù)湖中學(xué)習(xí)了超過7.5億個圖像，以及放射學(xué)報告和臨床和基因組數(shù)據(jù)。到目前為止，它已經(jīng)開發(fā)出40多種批準(zhǔn)用于臨床的AI驅(qū)動應(yīng)用。

Siemens Healthineers人工智能和數(shù)字創(chuàng)新高級副總裁Dorin Comaniciu博士說：“我們認(rèn)為，人工智能正在進入軟件開發(fā)的新時代，在這個時代，先進的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、大量的精選數(shù)據(jù)和巨大的計算能力匯集在一起，提供了強大的性能和極高的臨床價值。”

簡單且可擴展的基礎(chǔ)設(shè)施

Siemens Healthineers的20 千萬億次浮點Sherlock超級計算機滿足了醫(yī)療健康行業(yè)的關(guān)鍵計算需求，提供優(yōu)化和可擴展的基礎(chǔ)架構(gòu)，可用于開發(fā)成像和其他臨床應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)工具。

NVIDIA DGX POD參考架構(gòu)為設(shè)置可擴展的AI計算系統(tǒng)提供了經(jīng)過測試的基礎(chǔ)設(shè)施。通過DGX-Ready 數(shù)據(jù)中心計劃，NVIDIA及其托管服務(wù)提供商為客戶提供簡化、快速的部署，為醫(yī)療行業(yè)建立和部署世界級的AI數(shù)據(jù)中心。