人工智能 (AI) 是我們這個(gè)時(shí)代的重要技術(shù)，而早期檢測(cè)是一項(xiàng)重大的醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)。AI方面的突破性進(jìn)展讓醫(yī)生有可能更早地發(fā)現(xiàn)疾病，并更好地了解病情。

正因如此，NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛先生在近日于波士頓舉辦的世界醫(yī)療創(chuàng)新論壇 (WMIF，World Medical Innovation Forum) 上發(fā)表了演講。超過1000位全球行業(yè)領(lǐng)袖和學(xué)術(shù)界人士分享了最新的AI與醫(yī)療業(yè)的交叉創(chuàng)新 - 這也是黃仁勛先生關(guān)注的重點(diǎn)。

NVIDIA的醫(yī)療史

NVIDIA在VR游戲、AI 和自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域的成果不斷搶占新聞?lì)^條。以下圖表則展現(xiàn)了NVIDIA與醫(yī)療保健業(yè)的合作伙伴聯(lián)手取得的非凡成績。

十多年來，醫(yī)療保健一直是NVIDIA的關(guān)注焦點(diǎn)。

NVIDIA的GPU計(jì)算平臺(tái)CUDA一開始的應(yīng)用領(lǐng)域就是醫(yī)療成像與生命科學(xué)。發(fā)明于15年前的迭代重建算法是計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT，Computed Tomography）領(lǐng)域的一種新算法，雖然可減少X射線劑量，但其計(jì)算量過于龐大。通過NVIDIA GPU，GE Healthcare的CT系列產(chǎn)品將輻射量降低了82%。

GPU計(jì)算也給超聲波技術(shù)帶來了翻天覆地的變化。GE Healthcare的Vivid E95可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)4D成像以查看流經(jīng)心臟的血液。

利用NVIDIA GPU計(jì)算，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校Klaus Schulten計(jì)算生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生命科學(xué)研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模的分子動(dòng)力學(xué)仿真，其規(guī)模可達(dá)到其他實(shí)現(xiàn)方式的1000倍。這使得他們創(chuàng)建出了前所未見的HIV病毒衣殼視圖，并率先完成了煙草花葉病毒的完整生命形態(tài)的仿真。

ThermoFisher Scientific工程師利用NVIDIA GPU將其基因測(cè)序算法速度加快了250倍，并創(chuàng)建了Ion S5 新一代測(cè)序系統(tǒng)，在分析定向基因序列方面實(shí)現(xiàn)了突破性的成本和時(shí)間節(jié)省。

在斯德哥爾摩大學(xué)，NVIDIA GPU使研究人員Erik Lindahl的RELION成像應(yīng)用能夠處理和重建分子結(jié)構(gòu)的3D圖像。RELION是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的冷凍電鏡軟件。Cryo-EM可讓研究人員凍結(jié)處于運(yùn)動(dòng)中的分子，并首次實(shí)現(xiàn)在原子水平上觀測(cè)生物進(jìn)程?！蹲匀弧菲诳瘜ryo-EM評(píng)為科學(xué)領(lǐng)域的“年度技術(shù)（Method of the Year）”。

AI賦予醫(yī)生“超人”般的力量

六年前，Alex Krizhevsky在國際計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別大賽ImageNet中勝出，深度學(xué)習(xí)也引起了計(jì)算機(jī)界的關(guān)注。Krizhevsky就是用NVIDIA GPU來訓(xùn)練其名為AlexNet的八層深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

在認(rèn)識(shí)到這種軟件開發(fā)方法的重要性之后，NVIDIA全力投入深度學(xué)習(xí)，認(rèn)定這種技術(shù)能推動(dòng)AI的進(jìn)步，幫助解決一直以來的棘手問題。這是一項(xiàng)明智的決策。如今，深度學(xué)習(xí)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超人般的模式識(shí)別能力，包括視覺、聲音、語音和許多其他感知形式。

今年，NVIDIA宣布推出新的Volta GPU，這是NVIDIA的首款同時(shí)擅長計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、科學(xué)計(jì)算和深度學(xué)習(xí)的處理器。憑借Volta的Tensor Core架構(gòu)，AlexNet的訓(xùn)練速度比六年前快500倍。NVIDIA正在以驚人的速度推進(jìn)AI計(jì)算的發(fā)展。

醫(yī)學(xué)成像研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的力量。在去年舉辦的醫(yī)學(xué)影像計(jì)算與計(jì)算機(jī)輔助介入國際會(huì)議（MICCAI 2017）上發(fā)表的論文中，有一半的主題是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)。NVIDIA目前正在與300多家醫(yī)療初創(chuàng)公司合作，通過深度學(xué)習(xí)應(yīng)對(duì)當(dāng)今存在的挑戰(zhàn)。如今這些企業(yè)募集的資金總額已經(jīng)超過15億美元。Arterys、Butterfly Networks、RADLogics、Viz.Ai和Zebra在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域都已經(jīng)取得了令人振奮的成績，許多AI識(shí)別模型現(xiàn)已通過FDA批準(zhǔn)。

進(jìn)步十分驚人，而這僅僅是第一階段。

未來發(fā)展

AI是一項(xiàng)真正偉大的技術(shù)，將成就未來的“超人”型醫(yī)生，而且其進(jìn)展步伐同樣令人難以置信。

我們?cè)撊绾螌⑦@種技術(shù)交到醫(yī)生手中？我們?cè)撊绾螌⑦@項(xiàng)技術(shù)整合到當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施中，且同時(shí)能夠保障患者的數(shù)據(jù)安全？

近期，NVIDIA宣布了Clara新型GPU計(jì)算平臺(tái)，它能加速不同形式的成像、所有類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及任何可視化方法，從光柵化、容積成像到光線追蹤皆包括其中。Clara專為數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建，可擴(kuò)展任意產(chǎn)品，從嵌入式醫(yī)療設(shè)備、工作站、本地?cái)?shù)據(jù)中心一直到云。Clara可以用來運(yùn)行醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的最新技術(shù)，并可立即升級(jí)全球300萬種醫(yī)療器械。

這是一種統(tǒng)一的架構(gòu)，包含可在任意位置運(yùn)行的相同軟件。

NVIDIA與醫(yī)療保健領(lǐng)域的領(lǐng)軍者積極開展合作。在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，NVIDIA與GE、西門子、飛利浦和Nuance都有著良好的合作關(guān)系。近期還宣布了與佳能醫(yī)療系統(tǒng)建立新的合作關(guān)系，將AI超級(jí)計(jì)算機(jī)部署到醫(yī)院。NVIDIA與領(lǐng)先的研究醫(yī)院，包括馬薩諸塞州綜合醫(yī)院（Massachusetts General Hospital）、布列根和婦女醫(yī)院（Brigham and Women’s Hospital）和梅奧診所(Mayo Clinic），美國國家衛(wèi)生研究院，以及包括 Paige.AI和PathAI等初創(chuàng)公司積極開展合作，這些研究機(jī)構(gòu)都在致力于研究AI助力的計(jì)算病理學(xué)。

我們都有著一個(gè)共同的目標(biāo)：賦予未來的醫(yī)生“超人”般的能力，提供更好的醫(yī)療保健服務(wù)。