老旧的医疗设备也能“赶时髦”?“聪明”的NVIDIA Clara说:没问题!

去医院看病本就是一件司空见惯的事儿。

有关数据显示,我国国民年均就诊次数均在5.8以上,病床使用率也将近90%;可就是这样一件关乎国计民生的“普通事儿”,给大家的切身感受却一点儿也不普通!

以常见的放射科为例,影像数据的年增长率与放射科“学成归来”医生数量的年增长情况始终呈现“十分不友好”的状态,其间差距高达25.9%,人员不足乃是常见,所以就留给了我们“预约难、诊断更是难上加难”的窘态!

老旧的医疗设备也能“赶时髦”?“聪明”的NVIDIA Clara说:没问题!_第1张图片

此外,传统医疗仪器普遍功能不足且运行速度慢,想要更新一番还要顾及系统的兼容以及成本的把控,总让经手的医生们频频抱怨,“你已然身经百战,算是一台“成熟”的机器了,难道还学不会自主快速地工作吗?”

想想看,医疗行业本就是一个需要各个环节“齐心协力”共同维护生命健康的大事业,无论是看病、诊断方案、药品还是科研……但如今呈现的数据流通不畅、诊疗效率低下等却统统成为阻碍患者疾病治愈率的“系列杀手”,甚至有研究报告称,如果现有的医疗信息可以被安全、有效地交换,那么发生在诊疗室的临床检查以及放射科工作会减少五成以上!

一边是医院、医生、患者三方的频频吐槽;另一边,我们熟知的“AI 军火商”英伟达终于按捺不住出马了……

在最近一次公开活动中,英伟达医疗业务掌门人,也是英伟达副总裁Kimberly Powell,率先肯定了AI 技术手段对庞大医疗数据的重要意义。“我们身边的医疗产业需要依赖很多工具收集隐藏在人体中的健康数据,例如基因学、细胞学等,帮助熟知人体的同时进行疾病的诊断以及治疗,然而这些数据复杂而又庞大,所以务必需要AI技术来解决诸如计算等难题。”她表示。

老旧的医疗设备也能“赶时髦”?“聪明”的NVIDIA Clara说:没问题!_第2张图片 英伟达副总裁Kimberly Powell

在Kimberly Powell看来,医疗产业的巨大进步体现在很多新兴领域中,尤其是影像、基因以及新药研发;而英伟达则在与通用电气、佳能、西门子等商业伙伴的合作中,深切品尝到利用先进的AI技术作用于医疗影像设备所产生的创新果实。

坦言之,如今AI技术在医疗领域方面的应用已经不仅仅是一次性分析,例如影像结果;而是渗透到整体的工作流程中:从起初预约一个有关医疗影像的检查,到最后的报告分析出炉以及诊断结论等,会贯穿所有的相关环节。

事实上,如果说到英伟达带给医疗领域的惊喜,还要着重提一提数月前发布的Clara平台。

早在去年3月,英伟达就在其万众瞩目的GPU 科技大会(GTC)上展示了一款名叫 Project Clara的医学影像超级电脑,随后几个月,同名款 Clara 平台则正式发布。据悉该平台可以大幅度弥补传统医疗仪器在运行速度以及功能扩展上的不足,通俗来说就是让机器变得真正“成熟”,能够自主快速地工作,此处回复上文医生们的吐槽~

毕竟据小编了解,目前全球范围内估计有300万左右的医疗影像设备每天都在马不停蹄地产生各式各样且海量的数据,但常常受制于设备老旧,无法赶时髦、速更新来使用最新的程序及算法。

老旧的医疗设备也能“赶时髦”?“聪明”的NVIDIA Clara说:没问题!_第3张图片 图片来源网络

惊艳来袭的Clara 作为一个软硬件相结合的平台,确切说是一个分层级的软硬件堆栈,至于具体的层级咱们后文详解,但其核心部件是英伟达Clara AGX乃确定无疑。

这Clara AGX又是个啥?此乃一套以英伟达Xavier人工智能运算模块以及 Turing 架构 GPU 为基础的运算架构。该架构辅以 Clara 软件开发套件(Clara SDK),可以允许开发人员通过开发各种应用程序来处理现有系统的数据。

Kimberly Powell总结道,Clara平台其实综合使用了英伟达三大重要技术,分别为加速计算、人工智能以及可视化,同时还渗透利用了很多现代化的计算结构,例如容器技术、虚拟化技术等。因为兼具了这些创新技术,Clara平台才能将具有创新意味的诸多应用快速带给医疗机构以及个体医生们使用,一改陈旧的部署模式:将这些应用完全部署在某一个工作栈中来运行,可想而知速度慢到了得!

具体谈到技术层面的实现,聪明的Clara主要透过现有的仪器来处理原始仪器上承载的数据,所以十分有别传统的庞大硬件,还可以做到连接英伟达GPU服务器来实现成像应用,例如用于CT 以及X射线的迭代重建、用于超声波的波束成形以及用于MRI的压缩感知等,都可以在老旧设备上通畅运行。

为了更加形象地说明,交谈中,Kimberly Powell列举了事例,某家医院有一台机龄15年的CT机,根本就没有办法用到重构计算或者AI 的分析算法等,肿么办?如今有了Clara平台,这台CT机“宛如新生”,只需要连接网络,无论是内网还是外网,就可以借助Clara的“聪明才智”实现技术的升级了。

更进一步,在为传统医疗机器“武装大脑”的同时,聪明的Clara还可以助力从传统的2D采集中创建3D超音波影像,然后结合CT影像将其视觉化,来帮助医疗人员更好诊断,如果用黄教主在GTC大会上的演示“说事儿”,这将可以大大缩减患者接受辐射和显影剂的时间。通过在 Clara 云端平台运行迭代重建的算法程序,突出提高运行速度,将患者的显影剂和辐射曝光量减少高达九成。

据介绍,Clara平台于11月底开始进入注册,到目前为止已经有350-400家完成注册流程,可喜的是,参考目前的数据,几乎世界范围内比较知名的公司、医院以及初创企业均在注册范围之列,而当前的Clara版本才是刚刚发布的第一版,未来会有更多的更新迭代让其趋于最大程度的完善,可想而知其关注度绝对爆款的节奏。

同一个Clara,同一个医疗AI的梦想,但国内外对其的使用情况总会有些许差别吧?

关于“中外差别”的问题经常被提及,对此英伟达AI 医疗方面表示,其实无论中国还是美国,针对Clara平台的使用基本是大同小异的,如果说差别可能主要集中在使用层的不同上。

据小编了解,其实Clara平台在结构上分为几个层面,最底层的基本部分主要是神经网络的执行层;中间层则是最近刚刚发布的,可用的引擎层,也就是帮助多个AI 任务实现并行执行的核心层面;最上层则是传统又最易创新的应用层。

对于Clara的用户来说,可以选择使用其中的某一层或者对平台“照单全收”。但聚焦国外,可能由于IT的成熟度相对高一些,因此选择云端执行Clara的比率大一些,当然也依仗于美国有数据匿名化的技术来帮助其实现Clara的云端执行。

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反之在中国,用户大多对Clara平台中的某一层,更多是最底层的神经网络执行比较感冒。在比较偏远的省份且网络条件不好的地区,无法获得流畅的Clara云端执行服务,本地执行的几率较大;对于相对较为发达的大城市,多数采用云端执行的方式,这一点与国外情况相类似,总之无论是云上还是本地,同一套软件都是妥妥的。

谈及Clara的企业级用户以及合作伙伴,Kimberly Powell对大家说:“无论是医疗设备公司,还是人工智能软件开发公司,抑或是那些拥有几百个应用的医院,都是我们主要的商业用户。单纯提到医疗设备公司,目前可能只用到了Clara的最底层,但相信在不远的未来,使用第一层之后,很快会有针对第二层甚至第三层的需求。目前,我们正在着力于中国的企业用户洽谈更复杂的模型执行层面。”

据悉,在商业合作领域,英伟达与伙伴们还就代码开发层级以及联合的商业销售支持等层面共话未来,例如华大基因、联影智能等企业。

英伟达不产出医生,也不负责医学研究方面的工作,但却促成了学术界的诸多合作伙伴,例如NVIDIA人工智能实验室(NVAIL),这是一个全球化的正式针对这种类型的合作伙伴的项目。

值得提及的是,Clara作为一套SDK,可以在官网上免费下载并使用,这一点这对于初创公司来说是非常欢喜的一件事儿,毕竟聚焦精力在应用层的创新公司,如果花费人力以及财力完成编排层以及执行层的开发工作,付出巨大。

在此层面上,英伟达推出了Inception(初创加速计划)项目,配备本土英伟达负责医疗行业的团队来帮助中国的初创公司,不但提供先进对的技术支持,还会在业务发展的里程碑事件中起到市场宣传的助力作用,如果研发出优秀的解决方案或者产品应用,商业推广的工作也会协助完成,着实让对方省力不少。

此外,英伟达医疗AI方面还表示,会继续关注不同国家以及地区针对医疗领域的重大科研项目以及相关政策,毕竟寻求国家级层面的合作也是不可忽视的环节之一。

随着Clara初版的接受度骤增,英伟达AI 医疗方面已经制定好了进一步的重点改善计划。

接下来会侧重外部硬件系统之间的互联互通,例如通讯协议的支持、设置更多的加速引擎以帮助初创企业凭借更快的速度完成更多的工作,甚至是加速方案的部署。

更重要的是,据了解,英伟达正在着手学习功能的转让以及辅助式功能的研发,毕竟将学习到的经验作为知识转移非常重要,最快会在一月底有相关版本的发布。

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总体来说,英伟达在医疗影像方面的实践,主要还是秉承着一个思想,即改善计算、可视化以及AI 等三个不同的工作负载分布在不同的硬件上加以执行的局面,更希望达成一台计算机借由Clara完成三种甚至三种以上不同的计算功能。

聚焦Clara,英伟达的想法是“软件+硬件”的集成与合作,更重大的意义则是对未来智能设备的铺垫,完成未来在医疗行业可以做到随时随地计算的目标。

本次造访中国,Kimberly Powell拜会了很多与英伟达Clara密切相关的企业,例如不单单将AI 引入自家设备解决方案,还着力建设很多医疗有影像中西的联影智能(United imaging);在人工智能技术应用层面有突飞猛进业务发展的推想科技(infervision)和图玛深维 (12Sigma);当然还有最早被外界关注的,努力做到大规模人群健康监测尝试的平安科技以及想把基因科技更好利用到精准医疗方案开发的华大基因。

甚至还看到了医疗界的另一个显著趋势,通过更好地使用数字化传感器来监测人类健康等,但最最确信的一点,也是Kimberly Powell传达给我们的,医疗行业将成为人工智能最大的应用产业之一,而英伟达会借着这波趋势更好的了解国内医疗产业的发展态势,聪明的Clara仅仅是个开始!

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