華為雲醫療智能體喬楠: 基於EIHealth平臺的抗疫全景解讀

2020-12-23 雷鋒網

雷鋒網消息,7月10-11日,2020世界人工智慧健康雲峰會召開。作為世界人工智慧大會雲端峰會的主題論壇之一,健康雲峰會以「智聯世界·共享健康」為主題,由「1個開幕式+3場專題論壇+1場特色會議」構成,聚焦「AI+健康」「AI+公共衛生」「AI+醫療服務」「AI+生物醫藥」「AI+醫療標準規範」等熱點話題。

在「AI+醫療服務」專場上,華為技術有限公司雲醫療智能體喬楠博士發表了主題為《華為雲EIHealth 科技抗疫 共克時艱》的主題演講。

喬楠表示,在醫療行業,華為雲的EIHealth平臺致力於打造醫療行業人工智慧的「黑土地」,支撐生物技術公司、醫院、製藥公司等進行AI和數位化轉型,突入行業的深水區,找到業務發展的第二曲線。他還講到,目前,EIHealth主要覆蓋基因組、臨床研究和藥物研發三個方向。

在此次抗擊新冠肺炎的戰鬥中,EIHealth在以上三個領域取得了諸多成果,多方面助力抗疫,實現了平臺自身價值的最大化。

例如,在武漢,武漢希望組和華為組成聯合團隊,在無固定IT基礎設施的臨時醫院,實現並驗證了基於三代測序技術的新冠病毒快速基因檢測技術。

在廣東,華為雲EI團隊協助廣東省再生實驗室,加速新冠肺炎影像AI模型開發,完成新冠肺炎影像AI模型訓練,並且聯合華中科技大學、藍網科技共同推出AI輔助醫療影像篩查服務。服務整合了華為雲端的AI+CT推理服務,可以直接給到醫院供臨床醫生使用。

以下為喬楠的演講內容,雷鋒網(公眾號:雷鋒網)作了不改變原意的編輯及整理:

喬楠:大家下午好,非常感謝世界人工智慧大會組委會的邀請,也很榮幸參加這次「智聯世界 共享健康」上海雲峰會。

今天我要給大家介紹的是華為雲的EIHealth平臺。在這次抗疫中,EIHealth推出了一系列的抗疫黑科技,支撐國內外高校、研究機構、醫療和合作夥伴,一起利用科技抗疫、共克時艱。

華為聚焦於ICT技術,也就是信息與通信技術,面向消費者、運營商和企業三類客戶群,提供創新的端到端的ICT解決方案和產品,包括智能終端和可穿戴式設備,各種網絡互連設備,以及雲計算。

消費者業務、運營商業務、企業業務和雲業務是華為的核心四大業務領域。

華為每年在持續創新和自主研發上投入大量的人力和資源,2019年研發總投入1317億元,研發人員遍布全球的14個研究所和36個聯合創新中心。

華為現有3000多名AI專家,發表了200多篇AI文章,持有600多項AI專利,這些數字每天都在持續增加中。

2018年,徐直軍總裁正式對外宣布了華為的全棧、全場景AI戰略;2019年,胡厚崑總裁正式宣布華為的全站全場景AI戰略已經落地,我們推出了最強的AI推理晶片昇騰310,AI訓練晶片昇騰910,以及通用計算的鯤鵬晶片。

我們在2020年的華為開發者大會上開源了可以媲美TensorFlow和Pytorch的MindSpore深度學習框架;而華為的一站式AI平臺ModelArts,在正式發布一年後,也推出了面向企業客戶的專業版。

針對企業客戶,我們不僅提供了通用的AI、API,如圖像識別,文本識別,也提供了面向軟體工程師的高級API,方便企業客戶的集成和應用,針對城市、網際網路、園區、醫療等行業,我們進一步推出了EI智能體解決方案。

所有這些共同組成了華為雲企業智能EI服務,打造人工智慧的黑土地,使華為雲成為企業智能化數字轉型的最佳合作夥伴。

華為雲企業智能面向醫療行業推出的是EIHealth平臺。

近些年來,AI在醫療領域的研究和應用非常活躍,我們希望通過EIHealth為醫療客戶提供一個端到端的AI研發平臺,從而加速AI的研究、AI知識資產的積累、AI成果的轉換應用。

更進一步的,推動AI的民主化。通過AutoML自動建模技術,讓每一個人都可以利用AI解決工作中遇到的問題。

EIHealth當前主要覆蓋三個方向:基因組、臨床研究和藥物研發。

在今年一月份疫期爆發初期,EIHealth團隊就投入到緊張的抗疫研發第一線,我們和國內的高校,研究機構以及合作夥伴一起,在基因組、臨床研究和藥物研發等多個領域取得了一系列的合作成果,並且在第一時間公開和公布了這些研究成果,為抗疫研究爭取了寶貴的時間。

為了更好的支持抗疫研發,EIHealth通過整合華為2012實驗室多年的研究成果,迅速研發並上線了一系列抗疫科技,在國內外的抗疫工作中發揮了巨大的價值。

對於一種新型病毒,研究人員首先要做的是對該病毒的基因和蛋白進行深入的研究,接下來需要針對病毒研發檢測技術。最後,研究人員需要針對病毒研發藥物和抗體,這樣才能徹底打敗病毒。

EIHealth 抗病毒服務提供了覆蓋病毒研究、病毒檢測和抗病毒藥物研發者三個階段的多種功能,如病毒基因組研究、病毒進化研究、病毒蛋白結構研究、新冠肺炎AI+CT檢測、抗病毒藥物篩選和新冠AI圖譜,這些功能可以極大加速病毒的研究和抗疫新技術的研發。

在基因組領域,EIHealth提供了全面的工具和流程,覆蓋了二代測序和三代測序技術,使得研究人員可以快速進行病毒序列的檢測、病毒基因組的組裝、病毒突變的識別和病毒的進化分析。所有的這一切都可以在華為雲端,利用華為雲的強大算力迅速完成。

這裡演示的是EIHealth平臺的病毒基因檢測流程,該流程通過分析病人的基因測序數據,可以快速準確的識別出新冠病毒的基因序列,從而可以作為傳統病毒檢測技術的有效補充。

通過華為5G技術、華為雲的鯤鵬晶片和昇騰晶片,我們將數小時的分析任務加速到了十分鐘以內,極大的提高了病毒檢測的效率。

在臨床研究領域,EIHealth研發了多個AI模型,用於對新冠肺炎的病灶分割和定量分析,對肺病病灶的3D重建,以及對病情演化的對比分析,這些AI模型的應用極大的提升了臨床醫生閱片的效率。

這裡演示的是EIHealth平臺的AI輔助新冠肺炎篩查服務,該模型可以達到99%的敏感度和90%的精度。針對肺病病變的DICE係數可以達到0.82,AI輔助新冠肺炎篩查同樣可以作為傳統病毒檢測技術的有效補充,對病人的診斷結果進行交叉驗證,提高診斷的準確性。

通過華為昇騰AI晶片的加速,我們將AI模型的推理時間壓縮到數秒內完成。

EIHealth團隊在一月底和中科院、華中科大以及西安交大的數位教授和博士共同啟動了神農項目。

該項目在一周內,利用華為雲的鯤鵬集群和昇騰集群的算力,針對21個病毒靶點以及8506個臨床藥物進行了虛擬篩選,並且將虛擬篩選的結果通過神農項目網站,面向全球進行公布。

這也是迄今為止全球最大的、完全免費公開的新冠藥物虛擬篩選資料庫。研究人員和臨床醫生可以在神農項目網站上對病毒蛋白和藥物進行查詢,並能夠以3D可視化的形式展示病毒蛋白和藥物的結合位點。

這裡演示的是支撐神農項目背的抗病毒藥物虛擬篩選服務,研究人員可以利用該服務,針對自己設計的病毒靶點和小分子藥物資料庫,進行超大規模的藥物虛擬篩選。

藉助華為鯤鵬晶片和昇騰晶片的超強算力,我們可以將原本需要一個月的計算任務加速到幾個小時內完成。

由於新冠病毒是一種全新的病毒,對新冠病毒的研究在短短幾個月的時間裡就積累了上萬篇文獻,如何能夠從文獻中提取準確有效的知識,從而啟發新的研究思路,並且避免重複性研究,已經成為研究人員面臨的最大問題。

通過利用華為雲的知識圖譜服務和2012實驗室發表的BERT-MK醫療預訓練模型,EIHealth迅速推出了新冠科研AI圖譜。

利用新冠科研AI圖譜,研究人員可以對自己感興趣的目標進行搜索,這裡我們可以針對病毒的蛋白進行搜索,如Spike蛋白,搜索可以得到Spike蛋白的靶向蛋白,針對Spike蛋白的藥物或者抗體,這些信息所在的文獻段落及文獻連結會顯示在知識圖譜的下方;

同樣,我們可以搜索感興趣的藥物,如奈非那韋。最近有多篇文獻報導它可以抑制新冠病毒,通過知識圖譜查詢,我們可以看到奈非那韋的靶點蛋白是病毒的Mpro蛋白。

現在是技術創新的大時代,也是中國的企業往深水區邁進的關鍵階段,如何能夠加速科技創新及應用,已經是各行業領頭羊能夠存活下去的關鍵因素。

在短短的幾個月裡,我們不僅通過EIHealth平臺研發出了一系列黑科技,同時也和合作夥伴一起推動了這些技術的落地和應用,接下來我會為大家介紹最近我們取得的合作成果。

1月30號,武漢希望組和華為組成聯合團隊,在無固定IT基礎設施的臨時醫院,實現並驗證了基於三代測序技術的新冠病毒快速基因檢測技術。

當測序儀產生數據後,基因數據通過5G網絡傳輸給華為雲,然後利用華為雲服務與AI技術,快速分析得到病毒檢測結果。該技術在抗疫初期發揮了重要的作用。

2月10日,在華為雲技術團隊的支持下,中國科學院上海營養與健康研究所和上海巴斯德所,正式上線了新冠病毒基因自動化鑑定雲平臺,並在疫情期間免費開放。

該平臺為新冠基因組分析提供了一鍵式自動化服務,為新冠病毒臨床診斷,病毒變異趨勢監控提供了重要的依據。還在上海市公共衛生臨床中心,瑞金醫院及多家醫療機構的患者基因數據分析中得到了廣泛的使用。

2月2號,為了支持廣東省再生實驗室新冠肺炎影像AI模型的訓練,華為雲緊急調度了一批AI訓練伺服器,確保了再生實驗室研究任務的順利完成。

2月8號,華為雲和華中科技大學,藍網科技共同研發的AI輔助醫療影像篩查服務正式上線,該服務整合了華為雲端的AI、 CT推理服務,並可以直接部署到醫院供臨床醫生使用。

4月2號,隨著華為雲全球抗疫行動的全面展開,在合作夥伴藍網科技、心醫國際和東軟集團的共同努力下,EIHealth服務已經進入全球100餘家醫院。

從2月1號開始,由華為和中科院北京基因組研究所、華中科大、西安交大多名教授和博士組成的聯合科研團隊陸續發布了一系列的成果,其中包括新冠病毒所有關鍵蛋白的同源模建結構,針對Mpro蛋白藥物篩選找到五個可能有效的藥物,其中有兩個藥物已經進入了臨床實驗。

在4月2號,聯合團隊將這次大規模抗新冠藥物篩選的所有數據,發布到了神農項目網站上,迄今為止,神農項目已有755次國內外訪問,並且有多篇基於神農項目的科研成果也陸續發表了出來。

從2月10日開始,華為聯合浙江大學發布了多個新冠科研AI知識圖譜,該AI圖譜採用了華為2012實驗室和華為雲最新研究成果,領先的醫學領域知識監督預訓練語言模型:BERT-MK,並融合了團隊在知識挖掘領域積累的多項深度語義表示和檢索技術。

新冠科研AI知識圖譜通過OpenKG面向全球公開訪問,迄今為止,已有超過1800次下載量。

華為雲當前在中國公有雲市場排名第三,全球排名第六,華為雲也是全球唯一一個具有全棧全場景AI能力的雲廠商,這些都為國家新基建的落地提供了堅實的基礎。

今天我給大家的分享就到這裡,希望能對大家有所幫助,謝謝大家!雷鋒網

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