NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃成員Qure.ai的人工智能胸部X光工具qXR幫助臨床醫(yī)生解答新冠肺炎肺部掃描影像的問(wèn)題，其目前已在二十多個(gè)國(guó)家投入使用，助力抗擊新冠肺炎疫情。

Qure.ai是一家總部位于孟買(mǎi)的初創(chuàng)公司，自2016年以來(lái)一直致力于開(kāi)發(fā)可通過(guò)肺部掃描檢測(cè)疾病跡象的AI工具。因此，當(dāng)新冠肺炎疫情開(kāi)始在全球蔓延時(shí)，該公司迅速調(diào)整其解決方案以滿足臨床醫(yī)生的迫切需求。

qXR是Qure.ai應(yīng)用于胸部X光的人工智能工具，它經(jīng)250萬(wàn)次包含腫瘤、肺結(jié)核等疾病跡象的胸部X光訓(xùn)練而成，目前已在二十多個(gè)國(guó)家投入使用，用于監(jiān)測(cè)肺部異常。

隨著中國(guó)、韓國(guó)、伊朗等較早爆發(fā)疫情的國(guó)家發(fā)布首個(gè)新冠肺炎專用數(shù)據(jù)集，該公司迅速整合了這些掃描結(jié)果，使qXR能夠在胸部X光圖像上標(biāo)記特征區(qū)域并輸出新冠肺炎評(píng)估結(jié)果。

“世界各地的臨床醫(yī)生正在尋找能夠幫助做出有關(guān)新冠肺炎病例的關(guān)鍵決策的工具，比如患者何時(shí)應(yīng)該住院、何時(shí)轉(zhuǎn)移到ICU、何時(shí)插管?！盦ure.ai的首席商務(wù)官Chiranjiv Singh說(shuō)，“客觀數(shù)據(jù)能夠?yàn)檫@些臨床決策提供必要的支持和幫助，而這正是我們的人工智能工具所能提供的。”

同溫度和含氧量等客觀數(shù)據(jù)一樣，人工智能可以幫助量化疾病對(duì)于病人的肺的影響，從而幫助臨床醫(yī)生在缺乏檢測(cè)工具的情況下對(duì)潛在的新冠肺炎病例進(jìn)行分診，或比較多次胸部X光檢查結(jié)果以跟蹤疾病進(jìn)展。

最近幾周，該公司在全球約50個(gè)地點(diǎn)部署了新冠肺炎版本的qXR，其中包括英國(guó)、美國(guó)、印度、意大利和墨西哥的醫(yī)院。巴基斯坦的醫(yī)療工作者通過(guò)裝備在醫(yī)療車(chē)上的qXR積極跟蹤社區(qū)中的病例。

NVIDIA初創(chuàng)加速計(jì)劃旨在為初創(chuàng)公司提供資源幫助其快速擴(kuò)張，Qure.ai作為其中一員，使用了本地部署的數(shù)組NVIDIA TITAN GPU以及通過(guò)AWS訓(xùn)練和推理完善的數(shù)組V100 Tensor Core GPU。qXR此前已在歐洲獲得CE標(biāo)志，這家初創(chuàng)公司當(dāng)前正在尋求FDA的批準(zhǔn)。

捕獲新冠肺炎圖像

對(duì)于新冠肺炎病例而言，并非每個(gè)病例的病情都能在胸部X光圖像中得以體現(xiàn)，因此其只是眾多參考圖像之一。但由于各類X光機(jī)的廣泛使用，包括便攜式床邊X光機(jī)在內(nèi)，它們迅速成為了醫(yī)院接收新冠肺炎患者后的首選成像方式。

“通過(guò)已有文獻(xiàn)，我們了解到胸部X光中可以看到的某些新冠肺炎指標(biāo)，比如毛玻璃樣渾濁和實(shí)變，并注意到病毒傾向于在肺的兩側(cè)‘安營(yíng)扎寨’。”Singh說(shuō)，“我們的人工智能模型將這些因素和相關(guān)表現(xiàn)識(shí)別為新冠肺炎的陽(yáng)性指標(biāo)，鈣化和胸腔積液等表現(xiàn)則為陰性?！?/p>

qXR工具會(huì)輸出高、中、低或無(wú)四種COVID-19風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，并在一分鐘內(nèi)完成對(duì)病變的標(biāo)記與量化，為臨床醫(yī)生提供一個(gè)客觀的測(cè)量值作為參考。

通過(guò)快速處理胸部X光圖像，qXR幫助一些醫(yī)生在等待檢測(cè)結(jié)果時(shí)對(duì)有新冠肺炎癥狀的患者進(jìn)行分流。還有一些醫(yī)生借助該工具比較同一病人在一段時(shí)間內(nèi)的多次掃描圖像，以監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展。為了便于使用，qXR集成了包括PACS成像系統(tǒng)在內(nèi)的放射科醫(yī)生全部工作流程。

“工作流集成是非常關(guān)鍵的任務(wù)，因?yàn)樵绞遣灰妆徊煊X(jué)地嵌入到醫(yī)療工作流程中的人工智能解決方案，越會(huì)被更多地采用和使用?！盨ingh說(shuō)。

雖然具備新冠肺炎分析功能的qXR的第一個(gè)版本已經(jīng)對(duì)大約11，500個(gè)針對(duì)該病毒的掃描圖像進(jìn)行了訓(xùn)練和驗(yàn)證，該團(tuán)隊(duì)依然每周向數(shù)據(jù)集中添加數(shù)千個(gè)新樣本。隨著可用數(shù)據(jù)量的增加，其輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性也得到了提升。

Singh認(rèn)為此次公司能夠迅速將目標(biāo)轉(zhuǎn)向新冠肺炎，部分得益于多年來(lái)收集的各種胸部X光數(shù)據(jù)。Qure.ai一共有近800萬(wàn)個(gè)研究項(xiàng)目，平均分布在北美洲、歐洲、中東和亞洲，還有一系列針對(duì)不同設(shè)備制造商和醫(yī)療保健環(huán)境的研究。

“數(shù)據(jù)數(shù)量和多樣性的擴(kuò)充有助于提升人工智能模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。” Singh說(shuō)，“不要追求建立在單一站點(diǎn)或國(guó)家的純凈數(shù)據(jù)集，它看似完美卻不適用于任何一個(gè)新環(huán)境。

從云端到臨床

包括英國(guó)博爾頓國(guó)民保健服務(wù)基金會(huì)和米蘭圣拉斐爾大學(xué)醫(yī)院在內(nèi)的數(shù)十家機(jī)構(gòu)已經(jīng)將qXR應(yīng)用于臨床，幫助放射科醫(yī)生監(jiān)測(cè)新冠肺炎患者的病情進(jìn)展。

通過(guò)云端部署，大多數(shù)客戶可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)安裝并運(yùn)行qXR。在類似大流行這樣的緊急環(huán)境中，云端部署克服了受出行限制無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝的困難，幫助醫(yī)院迅速行動(dòng)。擁有本地?cái)?shù)據(jù)中心的醫(yī)院客戶可以選擇使用他們的現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算資源進(jìn)行推理。

至于Qure.ai的下一步，Singh表示：“是讓盡可能多的放射科醫(yī)生和其他臨床醫(yī)生能夠直接與世界各地的患者互動(dòng)?！?/p>

該公司還開(kāi)發(fā)了一種自然語(yǔ)言處理工具qScout，它通過(guò)一個(gè)聊天機(jī)器人與那些懷疑自己感染了病毒或正在家中康復(fù)的患者取得聯(lián)系并完成定期檢查。與門(mén)診病人保持聯(lián)系是監(jiān)測(cè)病癥的重要工具，它能夠持續(xù)跟蹤病人恢復(fù)情況并在病人可能需要住院時(shí)提醒醫(yī)護(hù)人員，與此同時(shí)權(quán)衡醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施的壓力，不至于使其負(fù)擔(dān)過(guò)重。

qScout的概念落地僅用了6周時(shí)間，它的第一個(gè)客戶是阿曼的衛(wèi)生部。
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