Intel Bekerja Sama dengan University of Pennsylvania dalam Menggunakan Kecerdasan Buatan yang Menjaga Privasi untuk Mengidentifikasi Tumor Otak

Intel Labs dan Perelman School of Medicine di University of Pennsylvania (Penn Medicine) sedang membangun federasi dengan 29 lembaga kesehatan dan penelitian internasional untuk melatih model kecerdasan buatan (AI) yang mengidentifikasi tumor otak menggunakan teknik yang menjaga privasi yang disebut federated learning. Pekerjaan ini didanai oleh Informatics Technology for Cancer Research (ICTR) program dari National Cancer Institute (NCI) dari National Institutes of Health (NIH), melalui hibah tiga tahun sebesar $1,2M yang diberikan kepada penyelidik utama Dr. Spyridon Bakas, di Center for Biomedical Image Computing and Analytics (CBICA) dari University of Pennsylvania.

“Kecerdasan buatan menunjukkan janji besar untuk deteksi dini tumor otak, tetapi memerlukan lebih banyak data daripada yang dimiliki oleh satu pusat medis untuk mencapai potensi penuhnya. Dengan menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras Intel serta dukungan dari beberapa pikiran tercerdas Intel, kami bekerja sama dengan University of Pennsylvania dan federasi 29 pusat medis untuk memajukan identifikasi tumor otak sambil melindungi data pasien yang sensitif.” – Jason Martin, insinyur utama, Intel Labs

Bagaimana Cara Kerjanya

Penn Medicine dan 29 lembaga kesehatan dan penelitian dari Amerika Serikat, Kanada, Inggris, Jerman, Belanda, Swiss, dan India akan menggunakan federated learning, yang merupakan pendekatan pembelajaran mesin terdistribusi yang memungkinkan organisasi untuk berkolaborasi dalam proyek pembelajaran dalam tanpa berbagi data pasien.

Penn Medicine dan Intel Labs adalah yang pertama menerbitkan makalah tentang federated learning dalam domain pengolahan citra medis, khususnya menunjukkan bahwa metode federated learning dapat melatih model hingga 99% akurasi model yang dilatih dengan metode tradisional, non-privat. Makalah ini awalnya disajikan di Konferensi Internasional tentang Pengolahan Citra Medis dan Intervensi Komputer (MICCAI) 2018, di Granada, Spanyol. Pekerjaan baru ini akan menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras Intel untuk menerapkan federated learning dengan cara yang memberikan perlindungan privasi tambahan kepada model dan data.

“Hal ini secara luas diterima oleh komunitas ilmiah kami bahwa pelatihan pembelajaran mesin memerlukan data yang cukup dan beragam yang tidak dapat dimiliki oleh satu lembaga. Kami mengoordinasikan federasi 29 lembaga kesehatan dan penelitian internasional yang berkolaborasi, yang akan dapat melatih model kecerdasan buatan kelas dunia untuk kesehatan, menggunakan teknologi pembelajaran mesin yang menjaga privasi, termasuk federated learning. Tahun ini, federasi akan mulai mengembangkan algoritma yang mengidentifikasi tumor otak dari versi yang diperluas dari International Brain Tumor Segmentation (BraTS) challenge dataset. Federasi ini akan memungkinkan peneliti medis mengakses jumlah data kesehatan yang jauh lebih besar sambil melindungi keamanan data tersebut.” – Dr. Spyridon Bakas, University of Pennsylvania

Mengapa Hal Ini Penting:

Menurut Asosiasi Tumor Otak Amerika (ABTA), hampir 80.000 orang akan didiagnosis dengan tumor otak tahun ini, dengan lebih dari 4.600 di antaranya adalah anak-anak. Untuk melatih dan membangun model yang dapat mendeteksi tumor otak yang dapat membantu deteksi dini dan hasil yang lebih baik, peneliti memerlukan akses ke jumlah data medis yang relevan yang besar. Namun, sangat penting bahwa data tersebut tetap privat dan dilindungi, yang mana federated learning dengan teknologi Intel hadir. Dengan menggunakan pendekatan ini, peneliti dari semua organisasi mitra dapat bekerja sama dalam membangun dan melatih algoritma untuk mendeteksi tumor otak sambil melindungi data medis yang sensitif.

Apa yang Berikutnya:

Pada tahun 2020, Penn dan 29 lembaga kesehatan dan penelitian internasional akan menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras federated learning Intel untuk menghasilkan model kecerdasan buatan kelas dunia baru yang dilatih pada dataset tumor otak terbesar hingga saat ini — semua tanpa data pasien sensitif meninggalkan mitra individu. Subset lembaga mitra yang diharapkan berpartisipasi dalam memulai fase pertama federasi ini termasuk Rumah Sakit Universitas Pennsylvania, Universitas Washington di St. Louis, Pusat Medis Universitas Pittsburgh, Universitas Vanderbilt, Universitas Queen, Universitas Teknik Munich, Universitas Bern, King’s College London, dan Rumah Sakit Tata Memorial.

Pelajari Lebih Lanjut:

• Apa itu Federated Learning?
• Federated Learning untuk Pengolahan Citra Medis (blog)
• Mengembangkan Kecerdasan Buatan dan Privasi Bukanlah Permainan Nol (op-ed)
• Kecerdasan Buatan di Intel
• Federated Learning dalam Kedokteran