最近,朋友圈流傳一篇熱文《“往后余生,向死而生”,一個 38 歲中年男人的心梗滿月紀》,很多人因此關心起了心血管健康。2017 年,世界衛生組織發布了有關心血管疾病的重要事實:心血管疾病是全球的頭號死因:每年死于心血管疾病的人數多于任何其它死因;四分之三以上的心血管疾病死亡發生在低收入和中等收入國家。
在中國,國家心血管病中心發布的《中國心血管病報告 2017》推算,我國心血管病患病人數已達 2.9 億,并仍在快速增長,目前心血管病死亡占居民疾病死亡構成的 40% 以上,居首位。
對于來勢洶洶、愈演愈烈的心血管病患,MRI(磁共振成像)是一種非常有效的診斷手段。科研論文顯示:兼具攝像機和顯微鏡功能的 MRI,可以用于對心臟結構、功能和組織特性的評估,在重癥或復雜疾病的診斷和鑒別診斷,以及在疾病的預后判斷和危險分層中發揮重要作用。白璧微瑕之處在于:心臟病專家常常使用手動或半自動工具,從 MRI 成像中提取定量測量值,但這一步驟非常耗時且容易出錯,同時在解讀圖像時容易受到主觀性的影響。現在,應用最新的 AI 和深度學習技術,可以逐步改善、乃至解決這個問題。
西門子醫療和英特爾合作,推出了一種基于人工智能的心臟 MRI 分割和分析模型,有望提供實時的心血管疾病診斷。英特爾和西門子醫療使用第二代英特爾 至強可擴展處理器,其中集成英特爾深度學習加速技術(Intel Deep Learning Boost)和OpenVINO 工具包,完成人工智能推理,為技術專家、心臟病專家和放射科醫生提供實時 MRI 推理結果,整體診斷速度可以提升3到10倍。
AI加持,加速診斷
在醫療領域應用 AI,西門子醫療已經走在前列。他們已經在心血管和放射成像領域使用了相關技術,不過,如何將 AI 無縫整合到診斷流程中,從而提升診療的一致性和準確性,仍然是西門子一直關注的命題。雖然有一些機構使用圖像處理芯片 GPU 進行 AI 計算,但這將會增加系統和運營的成本,同時帶來更多不必要的復雜度,而且無法做到向后兼容。
西門子醫療現有的系統已經廣泛使用了英特爾處理器,因此,利用現有的處理器基礎設施運行 AI 計算負載,是一個合理而且可行的選擇。
西門子醫療和英特爾合作,使用第二代英特爾至強可擴展處理器,優化現有的心腔檢測和量化模型。該模型對左右心室進行語義切分,并可擴展到四個心房。向模型中輸入一系列 MRI 心跳圖像,輸出的就是心臟的結構,不同結構用不同顏色表示。整個過程自動化了過去耗時費力的人工標識過程,醫生無需手動進行心室、心肌和心血池的圖像分割,診斷得以加速。
之所以有這樣的效果,因為第二代英特爾至強可擴展處理器中集成了OpenVINO 工具包,從而提升了高性能計算機視覺和深度學習推理速度。處理器中內置的英特爾 深度學習加速技術,采用了全新的向量神經網絡指令(VNNI)。過去需要多條指令才能完成的卷積之類的操作,現在只需要一條指令。適合應用于圖像識別、圖像分割、語音識別、語言翻譯、物體檢測等眾多領域。所有這些技術形成的疊加效應,使得 AI 模型的處理速度提升了 5.5 倍,同時幾乎沒有喪失準確度,從而帶來如下可能:
★ 以前所未有的效率處理心血管 MRI 數據;
★心血管 MRI 近實時診斷成為可能。
西門子醫療高級副總裁Dorin Comaniciu 表示:“基于英特爾 至強可擴展處理器,我們現在能夠開發多個實時且用途關鍵的醫學成像用例,例如心臟 MRI 等等,并且無需額外增加成本和復雜的硬件加速器。”
讓MRI的等待不再煎熬
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