醫師是今日的超級英雄和未來的超人

作者 Abdul Hamid Halabi

藉由人工智慧來增強醫師的能力。

人工智慧是我們這個時代最重要的技術,而早期篩檢也是我們這個時代最棘手的醫療難題。人工智慧的突破性進展使得醫師能更早看見患者身上的症狀,更深入地理解與掌握疾病。

這正是 NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳本週在波士頓舉行之世界醫療創新論壇(WMIF)上進行演講的原因。來自全球逾千位產學兩界的領袖將分享人工智慧與醫療交會的最新創新項目,這也是黃仁勳進行爐邊談話活動的重點。

NVIDIA 在醫療領域的發展腳步

NVIDIA 在虛擬實境遊戲、人工智慧與自動駕駛車方面的研發成果,屢屢登上新聞頭條,而不為人知的是我們在醫療保健領域與夥伴們的不凡合作成果。

NVIDIA GPU 運算平台 CUDA 最早便是運用在醫學影像與生命科學方面。15年前發明的疊代重建法,是電腦斷層掃描攝影裡一種新的演算法,可以減少 X 光線的劑量,卻又需要龐大的運算量。NVIDIA 的 GPU 使得 GE Healthcare 的 Revolution CT 系列產品能將輻射降低 82%。

GPU 運算技術也使得超音波檢查技術發生了革命性的變化;GE Healthcare 的 Vivid E95 可以產生出即時 4D 成像結果,以查看血液流經心臟的情況。

NVIDIA GPU 運算技術讓伊利諾大學厄巴納-香檳分校 Klaus Schulten 計算生物物理學實驗室的生命科學研究人員,能夠以放大一千倍的比例去模擬分子動力學,而創造出前所未見的 HIV 病毒衣殼蛋白結構,以及首度模擬出衛星煙草花葉病毒的整個生命形態。

ThermoFisher Scientific 的工程師使用 NVIDIA GPU 將其基因定序演算法的速度加快了250倍,以及建立了 Ion S5 Next Generation Sequencing 系統,省下了分析特定基因序列的成本和時間,可謂一大突破。

斯德哥爾摩大學研究員 Erik Lindahl 使用 NVIDIA GPU,讓 RELION 影像應用程式能處理和重建分子結構的 3D 立體影像。RELION 是獲得諾貝爾獎肯定的低溫電子顯微鏡影像軟體。研究人員可以使用低溫電子顯微鏡凍結運動中的分子,首次見到原子層面的生物過程。《自然》雜誌稱低溫電子顯微鏡為科學領域的「年度研究方法」。

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NVIDIA 十多年來始終關注著醫療保健領域的發展。

人工智慧讓醫師擁有超凡能力

六年前 Alex Krizhevsky 贏得了國際電腦影像辨識大賽 ImageNet 的冠軍,深度學習便開始在運算領域嶄露頭角。Krizhevsky 使用 NVIDIA GPU 來訓練他名為 AlexNet 的八層深度神經網路。

NVIDIA 察覺到這種軟體開發方法的重要性,決定全力投入深度學習領域,認為這將推動人工智慧的深入發展,解決過去認為無計可施的問題。這是一個很好的決定。目前深度學習軟體在視覺、聲音、語音及許多其他形式的感知方面,已經達到了超越人類的模式辨識能力。

今年我們宣布推出全新的 Volta GPU,這是首款同樣擅長處理電腦圖形、科學計算與深度學習的處理器。而憑藉著 Volta 的 Tensor Core 架構,可以用較六年前快上五百倍的速度來訓練 AlexNet。NVIDIA 正在以驚人的速度推動人工智慧運算領域的發展腳步。

醫學影像研究團隊發現了深度學習的力量。在去年舉行的頂尖醫療影像大會 MICCAI 上,有半數發表的報告跟運用深度學習有關。NVIDIA 現與三百餘間醫療新創公司合作,利用深度學習來解決問題。這些新創公司共同籌集了超過15億美元。Arterys、Butterfly Networks、RADLogics、Viz.Ai 與 Zebra 在醫學影像方面都有著相當優秀的研發成果,許多人工智慧辨識模型皆已取得 FDA 的批准。

這個進步極為驚人,而這才只是剛起步罷了。

未來展望

人工智慧確能讓未來的醫師擁有超越人類的能力。進步的速度令人難以置信。

我們該怎麼把這種技術交給醫師?我們又該怎麼把這項技術納入當前的基礎設施,小心翼翼地保護患者資料?

我們日前宣布推出名為 Clara 的全新 GPU 運算平台,可以加快各式成像技術、各類神經網路架構,還有從光柵化、體積到光線追蹤等多種視覺化方法的執行速度。Clara 是專為資料中心所建立的平台,可以擴展到嵌入式醫療設備、工作站、現地資料中心或任何雲端環境。Clara 可用以運行醫學影像領域的最新突破技術,並且立即對全球三百萬具醫療器械進行升級。

在這個單一架構上,從任何一處都能運行相同軟體。

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NVIDIA 與醫療領域的領導業者合作。在醫學影像方面,我們跟 GE、西門子、飛利浦及 Nuance 有著良好的合作關係。我們近期宣布與 Canon Medical Systems 建立新的合作關係,將人工智慧超級電腦用於醫療院所。我們與麻省總醫院、布萊根婦女醫院及梅奧醫院等頂尖的研究醫院,還有美國國家衛生研究院與 Paige.AI 和 PathAI 等新創公司合作,這些單位都在研究人工智慧計算病理學。

我們都有著一個目的,即是讓未來的醫生擁有超越人類的能力,以便提供更優質的醫療服務。