医疗场景AI应用 戴尔推动智慧医疗创新发展

来源:业界供稿    2021-03-05 15:36:28

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戴尔科技集团的人工智能与HPC(高性能计算)解决方案帮助Tgen在精准医疗研究的过程中管理海量的数据——将数据移动到所需的位置、安全地管理数据以及智能地处理数据。

“在Beorn出生前,我们已经有三个孩子了,我以为我们在育儿方面已经算是轻车熟路了。”亚利桑那州的的Rankin夫妇对新生命到来充满了期待和信心。

然而在Beorn三个月大的时候,Rankin夫人发现,他的视线总是盯着某处不动。担心孩子的眼睛有什么问题,这位母亲带着新生儿去了眼科检查。自此,打破了一家人宁静生活的事情发生了——眼科医生告诉她:“Beorn的双眼非常完美,你应该带他去看脑科。”

在接下来的几年中,Rankin夫妇为了自己的孩子跑了很多医院,一次又一次的做着同样的检查,却始终没找到病因,Beorn的情况甚至一度变得十分危险。直到Beorn六岁,她找到了Tgen(美国翻译基因组学研究院及其儿童罕见疾病治疗中心)才终于将病症确诊为儿童罕见病——神经母细胞瘤, Beron才终于得到了针对性治疗。

在对抗罕见疾病的斗争中,速度至关重要。家人期望找到答案,患者需要得到治疗。在过去,每 3 位神经母细胞瘤患者中就有 1.2 位因该疾病去世,因此推动罕见病的治疗进展势在必行。虽然现有的治疗方案和疗法尚不能完全解决这个问题,但提升诊断速度,无疑是第一步:在2005年之前,一位神经母细胞瘤患者从就诊到确认诊断大约需要6年的时间。现在,有了科技的加速,只需24小时。

精准医学,生命依赖于数据

戴尔科技集团的人工智能与HPC(高性能计算)解决方案帮助Tgen在精准医疗研究的过程中管理海量的数据——将数据移动到所需的位置、安全地管理数据以及智能地处理数据。

海量数据是多少呢?众所周知,在罕见病方面,没有两个病例是完全相同的,有时确认一次诊断甚至需要分析长达30亿个字母的代码。如果将数据全部打印再摞起来,高度将达到 91.44 米。

要分析如此规模的数据集,需要具有能够整合 AI 、HPC和机器学习的智能系统。戴尔科技集团的解决方案为Tgen精准医学研究和个性化治疗提供的不仅是数据的存储和分析,甚至包括解决问题的灵感和方法,通过自动进行基准数据质询,研究人员可以腾出时间,专注于更重要的细微之处。他们在实验室中有所发现后,可以快速有效地转变为治疗方案,从而为更多患者带来更好的治疗。

深度学习,更详细的3D图像分析

早在1895年,X光机的发明使得人类可以在无需创口的情况下,利用图像探究人体的奥秘。而在120多年后的今天,有戴尔Precision塔式工作站作为性能强劲的硬件基础,有AI技术加持的3D图像分析,可以显著的提升医生诊断疾病的准确性和速度。而借助深度学习研究,还可以在构建AI模型时推进新的结构体系实验,以不断地提升诊断性能。

在美国,Voxeleron LLC医疗研究公司开发了一款用于光学相干断层扫描(OCT)成像的眼科图像分析软件,可以通过智能分析眼睛图像,自动识别已知的病状。Daniel Russakoff,Voxeleron LLC联合创始人兼首席科学家选择戴尔作为IT合作伙伴,他说:“在管理深度学习和其他形式的机器学习方面,我将戴尔Precision 塔式工作站排在首位,它是真正的AI计算机。”强大的计算能力帮助Voxeleron获得了与眼病进展有关的业界先进知识,增强了与全球主要大学和医学研究中心的合作,推动了全球眼科医学进步。

在中国,戴尔科技集团也与某医疗行业科技公司合作,同样将AI的优势在3D图像分析方面予以发挥。众所周知,影像科医生每天的阅片数量是很大的,即使医生一丝不苟兢兢业业,受限于时间和不可避免的视觉疲劳,仍然会一定的漏诊几率。以胸部CT为例,有AI辅助医生阅片,可以快速地自动审阅1.25mm薄层CT, 在降低漏诊几率的同时,极大地提升了诊断速度,医生也可以分配更多的精力在治疗上。

更智能的预测,更快速的诊断

有一些疾病可能需要更加直观的显示人体内的活动才能让医生更早地做出诊断,例如肺部疾病。日本东京柯尼卡美能达(Konica Minolta)通过将广泛应用的X光机与戴尔科技集团的硬件和AI技术相结合,开发出一项颠覆性的新技术——DDR(动态数字放射成像),简单的理解就是通过单次扫描即可处理多达 300 张X光片图像,并能在短短几分钟内完成这些图像的动画制作。 DDR强大的处理能力,甚至可以向医生显示肺部通气和灌注(氧气和血流量)。医生掌握了这些数据,便可以更轻松地确定患者的手术或治疗计划,实现更快速的诊断。

手术可视化:利用AI和VR构建3D全息图像

外科手术中,医生需要理解和处理的是难以置信的复杂病理。戴尔科技集团人工智能解决方案在手术可视化这一细分领域,协助Medivis医疗技术公司专门为复杂外科手术设计了AR(增强现实)与AI技术整合的可视化软件SurgicalAR。这一款软件整合了AR、AI和计算机视觉领域的最新进展,即在外科手术台上重建3D全息图像,将图像直接叠加到患者身上,从而实现更高精度的显示和实时决策。

这项技术涉及到庞大的图像处理计算工作量,且需要让图像存档与通信系统(PACS)进行协同工作,通过戴尔Precision工作站和以NVIDIA GPU加速的Dell EMC PowerEdge服务器同时执行实时全息渲染,让SurgicalAR成为现实。有了SurgicalAR,医生可以把更多的注意力放在病人身上,提高复杂外科手术的安全性,同时降低医疗系统的成本。在未来,更先进的算法甚至可以计算在扫描中不同的阴影会是什么样子,而可以实时执行数亿次计算的戴尔HPC解决方案为这项技术下一步发展提供动力。“戴尔在医疗保健行业拥有丰富的经验,因此他们可以提出最适合医院工作流程的解决方案。”Medivis首席执行官 Osamah Choudhry博士说。

至今为止,戴尔科技集团人工智能解决方案已经在药物相互作用、癌症检测、慢性疾病预测、药物研发、基因突变/排序、卫生条件这六大智慧医疗项目的发展中起到了不可忽视的助力作用。人工智能为智慧医疗带来了富有潜力的前景,以更高效、更准确的治疗提高康复机会,为人类的未来带来更安康的希望。

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