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NVIDIA Clara推动联邦学习保护患者数据

时间:2024-05-20 01:48:38 科技赋能

尽管人工智能潜力巨大,但仍然存在一个关键挑战——如何获取训练人工智能模型所需的海量数据,同时保护患者的隐私。

NVIDIA 与业界合作创建了一个解决方案。

在今年的 RSNA 大会上,NVIDIA 推出了 NVIDIA Clara 联邦学习,它利用分布式协作学习技术将患者数据保留在医疗保健组织内。

NVIDIA Clara 联邦学习运行在 NVIDIA 最近发布的 NVIDIA EGX 智能边缘计算平台上。

联邦学习——保护隐私的人工智能克拉拉联邦学习(Clara Federated Learning)是一款分布式协作人工智能模型训练的应用程序,可以保护患者的隐私。

这些分布式客户端系统在全球系统制造商构建的面向边缘的 NVIDIA NGC-Ready 服务器上运行,可以在本地执行深度学习训练,并协作训练更准确的全局模型。

它的工作原理如下:Clara 联合学习应用程序被打包到 Helm 图表中,以简化 Kubernetes 基础设施上的部署。

NVIDIA EGX 平台将安全地配置联合服务器和协作客户端,提供启动联合学习项目所需的一切,包括应用程序容器和初始人工智能模型。

NVIDIA Clara 联邦学习使用分布式训练来跨医院开发 AI 模型,而无需共享个人数据。

参与医院使用 NVIDIA Clara AI 辅助标注 SDK 来标注自己的数据,该 SDK 集成了 3D Slicer、Mitk、Fovia 和飞利浦 IntelliSpace Discovery 等医疗指标。

使用预先训练的模型和迁移学习技术,NVIDIA AI 可以帮助放射科医生标记复杂的 3D 研究并将其从几小时缩短到几分钟。

对于每家参与的医院,他们的 EGX 服务器都会根据本地数据训练全局模型。

本地训练结果通过安全链接共享回联邦学习服务器。

这种方法仅共享对模型权重的修正,而不共享案例,从而保护隐私,以便通过联合平均构建新的全局模型。

这个过程将不断重复,直到AI模型达到其期望的精度。

这种分布式方法在保证深度学习性能的同时,保证了患者数据的安全性和隐私性。

英国和美国的医疗机构率先采用NVIDIA Clara联邦学习。

全球领先的医疗卫生机构——包括美国放射学院(ACR)、麻省总医院和加州大学洛杉矶分校医学中心)——都在争先恐后地采用这项技术,并致力于为自己的医生、患者和医疗人员开发个性化的人工智能应用。

设施。

他们的医疗数据、应用程序和设备不断增加,同时必须保护隐私。

ACR 正在其国家医学成像平台 AI-LAB 上试点 NVIDIA Clara 联合学习。

AI-Lab 将使 ACR 的 38,000 名医学成像会员能够安全地构建、共享、调整和验证 AI 模型。

对于希望使用 AI-Lab 的医疗保健组织,有多种适用于边缘的 NVIDIA NGC-Ready 系统,包括戴尔、HPE、联想和 Supermicro。

加州大学洛杉矶分校放射科也正在使用 NVIDIA Clara 联合学习将 AI 的力量引入放射科。

作为顶级学术医疗中心,UCLA 能够验证 Clara 联邦学习的有效性,并在未来将其扩展到更广泛的 UC 系统。

新英格兰的 Partners HealthCare 还宣布了一项采用 NVIDIA Clara 联合学习的新举措。

马萨诸塞州总医院和布莱根妇女医院的临床数据科学中心将带头开展这项工作,利用整个 Alliance Healthcare 系统的数据资产和临床专业知识。

在英国,NVIDIA 正在与伦敦国王学院和 Owkin 合作,为国家医疗服务体系构建联合学习平台。

在 NVIDIA Clara 上运行的 Owkin Connect 平台可以将算法从一家医院转移到另一家医院,以便在医院的本地数据集上进行训练。

该平台为每家医院提供了一个区块链分布式账本,用于捕获和跟踪用于模型训练的所有数据。

该项目最初将连接伦敦四家领先的教学医院,为他们提供人工智能服务,以加速癌症、心力衰竭和神经退行性疾病等领域的工作,并将于 2020 年扩展到至少 12 家英国医院。

随着传感器的迅速普及,斯坦福医院等医疗中心正在努力为每个系统注入智能。

然而,为了使传感器变得智能,该设备需要强大且低功耗的人工智能计算机。

这就是 NVIDIA 推出 NVIDIA Clara AGX 的原因,这是一款嵌入式 AI 开发套件,能够以高数据速率进行图像和视频处理,将 AI 推理和 3D 可视化带入护理点。

Clara AGX 由自动驾驶车辆控制处理器中使用的相同 NVIDIA Xavier SoC 提供支持。

它的功耗仅为 10W,适合嵌入医疗仪器或在小型相邻系统中运行。

HyperFine 是 Clara AGX 的一个例子,Clara AGX 是世界上第一个便携式护理点 MRI 系统。

HyperFine 将于本周在 RSNA 的 NVIDIA 展位上展出。

HyperFine 系统是首批预计在众多医疗仪器、手术室、监控设备和智能医疗摄像机中采用 Clara AGX 的系统之一。

NVIDIA 见证了人工智能驱动的医疗物联网的起步。

NVIDIA Clara SDK 将很快通过 NVIDIA 的早期访问计划提供。

它包括两个常见的参考应用程序 - 用于内窥镜视频的人工智能推理和用于超声波的软件波束形成。

NVIDIA 表示:“RSNA 年是 AI 在放射学应用方面取得突破的一年。

NVIDIA 很高兴能够与众多医疗保健合作伙伴合作,推动医学影像的发展,同时利用边缘 AI 保护患者数据安全。