NVIDIA MONAI助于推動研發(fā)成果落地,賦能醫(yī)療行業(yè)AI創(chuàng)新應用
原創(chuàng)隨著技術的不斷發(fā)展,人工智能不斷深入場景,在各行各業(yè)廣泛落地應用。在醫(yī)療行業(yè)中,利用人工智能技術輔助醫(yī)生進行醫(yī)學影像閱片,能夠大幅提升效率,降低醫(yī)生的工作強度和病患的等待時間。
為了讓人工智能更好的服務于醫(yī)療行業(yè),NVIDIA 推出了MONAI和Clara Holoscan兩個關鍵組件。NVIDIA 醫(yī)療業(yè)務發(fā)展總監(jiān) David Niewolny表示,醫(yī)學成像是醫(yī)療保健行業(yè)中最重要的工具之一,占到醫(yī)療保健數(shù)據(jù)中的 90% 以上。因此,在醫(yī)療保健的醫(yī)學成像系統(tǒng)中采用人工智能是非常重要的應用場景。根據(jù)介紹,目前已經有很多醫(yī)療保健行業(yè)正在快速采用人工智能技術,NVIDIA研究的數(shù)據(jù)則高達75%。
在本次媒體溝通會上,David Niewolny針對MONAI技術以及在各大醫(yī)院的落地實踐,重點進行了分享。
MONAI于2019年正式推出,是一個開源醫(yī)療特定的人工智能框架,用于在人工智能應用程序中大規(guī)模開發(fā)和部署模型。借助 MONAI,開發(fā)者能夠輕松構建和部署 AI 應用,創(chuàng)建出可用于臨床整合的模型,并更輕松地解讀醫(yī)學檢查結果,更深入地了解患者病情。
據(jù)David Niewolny介紹,MONAI專為放射學,病理學和手術數(shù)據(jù)而設計,旨在加速人工智能的臨床轉化,特別是在醫(yī)學成像領域。因此,MONAI被稱為醫(yī)療保健的Pytorch。David Niewolny表示,AI 生命周期帶有預先訓練模型、AI 輔助標簽工具、最先進培訓技術(如聯(lián)邦學習和自監(jiān)督學習)。
為了使得MONAI能夠更加輕松地將模型集成到臨床工作流中,NVIDIA還提供了MONAI應用包(MAP),其規(guī)格由MONAI Deploy工作組制定,該工作組由來自十幾家醫(yī)學影像機構的專家組成,目標是支持AI應用開發(fā)者以及運行AI應用的臨床和基礎設施平臺。
對于開發(fā)者來說,MAP可以幫助研究者在臨床環(huán)境中輕松打包和測試模型,從而加速AI模型的演進。這使他們能夠采集真實世界的反饋,進而對AI進行完善和改進。除此之外,MAP能夠還能夠簡化部署流程。如果開發(fā)者使用MONAI Deploy應用軟件開發(fā)工具包來打包一個應用,醫(yī)院就可以輕松地在本地或云端運行這一應用。最后,MAP規(guī)格還整合了醫(yī)療IT標準,比如醫(yī)學影像互操作性標準DICOM等。
對于云服務商來說,對(使用云原生技術設計的) MAP的支持能夠助力采用MONAI Deploy的研究者和企業(yè)通過容器或原生應用集成,在自己的平臺上運行AI應用。
由于MONAI 標準化了醫(yī)療保健 IT 基礎架構中的應用程序開發(fā)、打包和部署,為此在研發(fā)界被廣泛采用,下載量超過 650,000 次,GitHub 項目超過 450 個,發(fā)表論文 160 篇,贏得 11 次 Kaggle 競賽。
溝通會上,David Niewolny還通過辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心的合作,詳細介紹了MONAI在醫(yī)療行業(yè)的落地案例。據(jù)介紹,在心臟移值的手術中,由于人類心臟只能在大約 4 小時內存活時間,因此每一分鐘都非常重要。其中,一個重要的決策點是與捐助者的匹配,醫(yī)學成像數(shù)據(jù)和人體分割用于測量潛在供體心臟的大小。由于此過程容易出錯且耗時,需要 20 多分鐘才能完成。為此,辛辛那提兒童醫(yī)院研究小組開發(fā)了一種深度學習模型,使這一關鍵步驟自動化,只需幾秒鐘即可估計總心肌容量,大大提高了潛在匹配的機會。
David Niewolny表示,需要心臟或肺移植的兒科患者往往遭受不必要的高死亡率,即使在有大量捐助者未被利用的情況下,也要在等候上花費大量的時間。辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心使用MONAI來擴展深度學習總心體積模型,該模型挽救許多兒童的生命。
除了辛辛那提兒童醫(yī)院之外,很多知名的醫(yī)療機構也在將MONAI運用到不同的應用中。例如英國國家醫(yī)療服務體系信托基金已在四家醫(yī)院部署了基于MONAI的AI部署引擎平臺——AIDE(AI Deployment Engine),致力于為專業(yè)醫(yī)務人員提供AI疾病檢測工具。
NVIDIA初創(chuàng)加速計劃成員Qure.ai使用MAP來打包需要部署的解決方案,開發(fā)了用于肺癌、腦外傷和肺結核等用例的醫(yī)學影像AI模型。芝加哥NVIDIA初創(chuàng)加速計劃成員企業(yè)建立了患者腫瘤的3D虛擬表征,并將MAP用于有助預測患者對特定治療會作何反應的精準醫(yī)療AI應用。加州大學舊金山分校正在為幾個AI模型開發(fā)MAP,包括髖部骨折檢測、肝臟和腦腫瘤分割、膝關節(jié)和乳腺癌分類等應用。
據(jù)David Niewolny介紹,除了大量的醫(yī)療行業(yè)案例之外,很多云廠商也在采用MONAI Deploy的研究者和企業(yè)通過容器或原生應用集成,在自己的平臺上運行AI應用。
例如,MAP接口已被整合進HealthLake影像服務,使臨床醫(yī)生能夠實時查看、處理和分割醫(yī)學影像。Google Cloud的醫(yī)學影像套件使醫(yī)學影像數(shù)據(jù)變得更易于獲取、更具互操作性且更加實用。該套件已將MONAI整合到其平臺中,使臨床醫(yī)生能夠部署AI輔助注釋工具,助力實現(xiàn)人工和重復性醫(yī)學影像標記任務的自動化。
Microsoft Azure驅動的Nuance精準成像網(wǎng)絡將MONAI和Nuance精準成像網(wǎng)絡相結合。Oracle和NVIDIA最近宣布展開合作,將包括MONAI Deploy在內的醫(yī)療行業(yè)加速計算解決方案引入Oracle Cloud Infrastructure。即日起,開發(fā)者可使用Oracle Cloud Marketplace上的NVIDIA容器,通過MONAI Deploy來構建MAP。
正如David Niewolny所述,當前,大部分AI模型都處于研發(fā)階段,主要是由于缺乏一個專有標準。MONAI Deploy將有助于推動研發(fā)成果落地,實現(xiàn)更具影響力的臨床AI。?