의료

인텔, 펜실베니아 대학교와 협력하여 개인 정보 보호 AI를 사용하여 뇌종양 식별

업데이트 on ２０２３년 ６월 ２８일

인텔 연구소와 펜실베이니아 대학교(Penn Medicine)의 페렐만 의과대학(Penn Medicine)은 연합 학습이라는 개인 정보 보호 기술을 사용하여 뇌종양을 식별하는 인공 지능(AI) 모델을 훈련하기 위해 29개의 국제 의료 및 연구 기관과 연합을 구축하고 있습니다. . 이 작업은 에서 자금을 지원받고 있습니다. 암 연구를 위한 정보 기술(ICTR) 프로그램 국립보건원(NIH) 산하 국립암연구소(NCI)의 수석 연구원인 Spyridon Bakas 박사에게 1.2년간 XNUMX만 달러의 보조금을 수여했습니다. 생의학 이미지 컴퓨팅 및 분석 센터(CBICA) 의 펜실베니아 대학.

“AI는 뇌종양의 조기 발견에 큰 가능성을 보여주지만, 잠재력을 최대한 발휘하려면 단일 의료 센터가 보유하고 있는 것보다 더 많은 데이터가 필요할 것입니다. 인텔 소프트웨어 및 하드웨어와 인텔의 가장 명석한 사람들의 지원을 사용하여 우리는 펜실베니아 대학 및 29개의 협력 의료 센터 연합과 협력하여 민감한 환자 데이터를 보호하면서 뇌종양 식별을 발전시키고 있습니다.” – Jason Martin, Intel Labs 수석 엔지니어

작동 원리

Penn Medicine과 미국, 캐나다, 영국, 독일, 네덜란드, 스위스, 인도의 29개 의료 및 연구 기관은 조직이 환자를 공유하지 않고도 딥 러닝 프로젝트에 협력할 수 있도록 하는 분산형 기계 학습 접근 방식인 연합 학습을 사용할 예정입니다. 데이터.

Penn Medicine과 Intel Labs는 의료 영상 영역에서 연합 학습에 관한 논문을 처음으로 발표했으며, 특히 연합 학습 방법이 전통적인 비개인 교육에서 훈련된 모델 정확도의 99% 이상으로 모델을 훈련할 수 있음을 보여주었습니다. 방법. 이 논문은 원래 스페인 그라나다에서 열린 의료 영상 컴퓨팅 및 컴퓨터 지원 중재(MICCAI) 2018에 관한 국제 회의에서 발표되었습니다. 새로운 작업은 인텔 소프트웨어 및 하드웨어를 활용하여 모델과 데이터 모두에 추가 개인 정보 보호를 제공하는 방식으로 연합 학습을 구현합니다.

“기계 학습 훈련에는 단일 기관이 보유할 수 없는 풍부하고 다양한 데이터가 필요하다는 것이 우리 과학계에서 널리 받아들여지고 있습니다. 우리는 연합 학습을 포함한 개인 정보 보호 기계 학습 기술을 사용하여 의료용 최첨단 AI 모델을 교육할 수 있는 29개의 협력 국제 의료 및 연구 기관 연합을 조정하고 있습니다. 올해 연맹은 크게 확장된 버전의 뇌종양에서 뇌종양을 식별하는 알고리즘을 개발하기 시작할 것입니다. 국제 뇌종양 분할(BraTS) 챌린지 데이터 세트. 이 연맹은 의료 연구자들이 훨씬 더 많은 양의 의료 데이터에 액세스할 수 있도록 하면서 해당 데이터의 보안을 보호할 것입니다.” – 펜실베이니아 대학교 Spyridon Bakas 박사

왜 문제 :

이에 따르면 미국 뇌종양 협회(ABTA), 거의 80,000명이 올해 뇌종양 진단을 받을 것이며, 그 중 4,600명 이상이 어린이입니다. 조기 발견과 더 나은 결과에 도움이 될 수 있는 뇌종양을 발견하기 위한 모델을 훈련하고 구축하기 위해 연구자들은 많은 양의 관련 의료 데이터에 액세스할 수 있어야 합니다. 그러나 데이터를 비공개로 유지하고 보호하는 것이 중요합니다. 바로 여기에서 Intel 기술을 사용한 연합 학습이 필요합니다. 이 접근 방식을 활용하면 모든 파트너 조직의 연구원이 협력하여 뇌를 감지하는 알고리즘을 구축하고 교육할 수 있습니다. 민감한 의료 데이터를 보호하면서 종양.

무엇 향후 계획:

2020년에 Penn과 29개의 국제 의료 및 연구 기관은 Intel의 연합 학습 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 민감한 환자 데이터 없이 지금까지 가장 큰 뇌종양 데이터 세트에서 훈련된 새로운 최첨단 AI 모델을 생성할 것입니다. 개별 공동 작업자를 떠납니다. 이 연맹의 첫 번째 단계를 시작하는 데 참여할 것으로 예상되는 협력 기관의 하위 집합에는 펜실베이니아 대학교 병원, 세인트루이스 워싱턴 대학교, 피츠버그 대학교 메디컬 센터, 밴더빌트 대학교, 퀸스 대학교, 뮌헨 공과 대학교, 베른 대학교, 킹스 칼리지 런던, 타타 메모리얼 병원.

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