Intel spolupracuje s Univerzitou v Pensylvánii na využití umělé inteligence s ochranou soukromí pro identifikaci mozkových tumorů

Intel (INTC ) Labs a Perelman School of Medicine na Univerzitě v Pensylvánii (Penn Medicine) zřizují federaci se 29 mezinárodními zdravotnickými a výzkumnými institucemi za účelem vzdělávání modelů umělé inteligence (AI) pro identifikaci mozkových tumorů pomocí techniky s ochranou soukromí nazývané federated learning. Tato práce je financována programem Informatics Technology for Cancer Research (ICTR) Národního institutu pro rakovinu (NCI) Národních institutů pro zdraví (NIH) prostřednictvím tříleté grantu ve výši 1,2 milionu dolarů, který byl udělen hlavnímu výzkumníkovi Dr. Spyridonu Bakasovi na Centru pro biomedicínské výpočetní a analytické techniky (CBICA) Univerzity v Pensylvánii.

„Umělá inteligence slibuje velké možnosti pro časnou detekci mozkových tumorů, ale bude vyžadovat více dat, než jaké má k dispozici jakékoli jednotlivé lékařské centrum, aby dosáhla svého plného potenciálu. S využitím softwaru a hardwaru Intelu a podpory některých z nejjasnějších myslí Intelu spolupracujeme s Univerzitou v Pensylvánii a federací 29 spolupracujících lékařských center na pokroku v identifikaci mozkových tumorů při ochraně citlivých pacientských dat.“ – Jason Martin, hlavní inženýr, Intel Labs

Jak to funguje

Penn Medicine a 29 zdravotnických a výzkumných institucí ze Spojených států, Kanady, Spojeného království, Německa, Nizozemska, Švýcarska a Indie bude využívat federated learning, což je distribuovaný přístup k hlubokému učení, který umožňuje organizacím spolupracovat na projektech hlubokého učení bez sdílení pacientských dat.

Penn Medicine a Intel Labs byli první, kdo publikoval článek o federated learning v oblasti medicínské zobrazovací techniky, zejména prokázali, že metoda federated learning může vycvičit model, který dosáhne přes 99% přesnosti modelu vycvičeného tradiční, neprivátní metodou. Tento článek byl původně prezentován na Mezinárodní konferenci o medicínském zobrazování a počítačem asistované intervenci (MICCAI) 2018 v Granadě, Španělsku. Nová práce bude využívat software a hardware Intelu k implementaci federated learning způsobem, který poskytuje další ochranu soukromí jak modelu, tak dat.

„Je široce přijímáno naší vědeckou komunitou, že školení strojového učení vyžaduje dostatek a rozmanitých dat, které žádná jediná instituce nemůže mít. Koordinujeme federaci 29 spolupracujících mezinárodních zdravotnických a výzkumných institucí, které budou moci vycvičit modely umělé inteligence pro zdravotnictví pomocí technologií ochrany soukromí, včetně federated learning. Letos federace začne vyvíjet algoritmy, které identifikují mozkové tumory z výrazně rozšířené verze Mezinárodní výzvy pro segmentaci mozkových tumorů (BraTS). Tato federace umožní lékařským výzkumníkům přístup k mnohem větším množství zdravotních dat, zatímco bude chránit bezpečnost těchto dat.“ – Dr. Spyridon Bakas, Univerzita v Pensylvánii

Proč je to důležité:

Podle Americké asociace pro mozkové tumory (ABTA) bude letos diagnostikováno téměř 80 000 lidí s mozkovým tumorem, z nichž více než 4 600 budou děti. Aby mohli výzkumníci vycvičit a vytvořit model, který může pomoci s časnou detekcí a lepšími výsledky, potřebují přístup k velkým množství relevantních zdravotních dat. Je však nezbytné, aby tato data zůstala soukromá a chráněná, a to je místo, kde federated learning s technologií Intelu přichází. Díky této metodě budou výzkumníci ze všech partnerských organizací moci spolupracovat na vývoji a vzdělávání algoritmu pro detekci mozkového tumoru, zatímco budou chránit citlivá zdravotní data.

Co dál:

V roce 2020 budou Penn a 29 mezinárodních zdravotnických a výzkumných institucí využívat hardwarové a softwarové prostředky Intelu pro federated learning k vytvoření nového modelu umělé inteligence, který bude vycvičen na největší datové sadě mozkových tumorů – a to vše bez toho, aby citlivá pacientská data opustila jednotlivé spolupracující instituce. Mezi instituce, které se očekává, že se zúčastní první fáze této federace, patří Hospital Univerzity v Pensylvánii, Washingtonská univerzita v St. Louis, Univerzitní lékařské centrum v Pittsburghu, Vanderbiltská univerzita, Queen’s University, Technická univerzita v Mnichově, Univerzita v Bernu, King’s College London a Tata Memorial Hospital.

Více informací:

• Co je federated learning?
• Federated Learning pro medicínské zobrazování (blog)
• Pokrok v umělé inteligenci a ochraně soukromí není nulovou hrou (op-ed)
• Umělá inteligence v Intelu
• Federated Learning v medicíně