Intel співпрацює з Університетом Пенсільванії над використанням ШІ для збереження конфіденційності для виявлення пухлин мозку

Intel Labs і Медична школа Перельмана в Університеті Пенсільванії (Penn Medicine) створюють федерацію з 29 міжнародних закладів охорони здоров’я та дослідницьких установ для навчання моделей штучного інтелекту (ШІ), які ідентифікують пухлини мозку за допомогою методу збереження конфіденційності під назвою федеративне навчання. . Ця робота фінансується Програма «Інформатичні технології для дослідження раку» (ICTR). Національного інституту раку (NCI) Національного інституту здоров’я (NIH) через трирічний грант у розмірі 1.2 мільйона доларів США, наданий головному досліднику доктору Спірідону Бакасу в Центр обчислення та аналізу біомедичних зображень (CBICA) в Університет Пенсільванії.

«Штучний інтелект має великі перспективи для раннього виявлення пухлин головного мозку, але йому знадобиться більше даних, ніж будь-який окремий медичний центр, щоб повністю розкрити свій потенціал. Використовуючи програмне та апаратне забезпечення Intel і підтримку деяких із найяскравіших умів Intel, ми співпрацюємо з Університетом Пенсільванії та федерацією 29 медичних центрів, які співпрацюють, щоб покращити ідентифікацію пухлин головного мозку, одночасно захищаючи конфіденційні дані пацієнтів». – Джейсон Мартін, головний інженер Intel Labs

Як це працює

Penn Medicine та 29 закладів охорони здоров’я та дослідницьких установ зі Сполучених Штатів, Канади, Великої Британії, Німеччини, Нідерландів, Швейцарії та Індії використовуватимуть федеративне навчання, яке є підходом до розподіленого машинного навчання, який дозволяє організаціям співпрацювати в проектах глибокого навчання без спільного використання пацієнта. даних.

Penn Medicine та Intel Labs першими опублікували статтю про інтегроване навчання в області медичної візуалізації, зокрема продемонструвавши, що метод інтегрованого навчання може навчити модель з більш ніж 99% точністю моделі, навченої в традиційному, неприватному метод. Ця стаття була спочатку представлена ​​на Міжнародній конференції з обробки медичних зображень та комп’ютерного втручання (MICCAI) 2018 у Гранаді, Іспанія. Нова робота буде використовувати програмне та апаратне забезпечення Intel для впровадження федеративного навчання таким чином, щоб забезпечити додатковий захист конфіденційності як для моделі, так і для даних.

«Наше наукове співтовариство широко визнає, що для навчання машинному навчанню потрібні достатні та різноманітні дані, які не може мати жодна окрема установа. Ми координуємо об’єднання 29 міжнародних закладів охорони здоров’я та дослідницьких установ, що співпрацюють, які зможуть навчати найсучасніші моделі ШІ для охорони здоров’я, використовуючи технології машинного навчання, що зберігають конфіденційність, у тому числі федеративне навчання. Цього року федерація почне розробляти алгоритми, які ідентифікують пухлини головного мозку за допомогою значно розширеної версії Міжнародна сегментація пухлин головного мозку (BraTS). набір даних. Ця федерація надасть медичним дослідникам доступ до значно більшої кількості даних про охорону здоров’я, одночасно захищаючи безпеку цих даних». – Доктор Спиридон Бакас, Університет Пенсільванії

Чому це важливо:

Згідно зі Американська асоціація пухлин головного мозку (ABTA), цього року у майже 80,000 4,600 людей буде діагностовано пухлину головного мозку, причому понад XNUMX з них – діти. Щоб навчити та побудувати модель для виявлення пухлини головного мозку, яка могла б допомогти в ранньому виявленні та кращих результатах, дослідникам потрібен доступ до великої кількості відповідних медичних даних. Однак дуже важливо, щоб дані залишалися конфіденційними та захищеними, і саме тут на допомогу приходить федеративне навчання з технологією Intel. Використовуючи цей підхід, дослідники з усіх організацій-партнерів зможуть працювати разом над створенням і навчанням алгоритму виявлення мозку. пухлини, захищаючи конфіденційні медичні дані.

Що далі:

У 2020 році Пенн і 29 міжнародних закладів охорони здоров’я та дослідницьких установ використовуватимуть об’єднане навчальне обладнання та програмне забезпечення Intel для створення нової сучасної моделі штучного інтелекту, яка навчатиметься на найбільшому на сьогодні наборі даних про пухлини головного мозку — і все без конфіденційних даних пацієнтів. залишаючи окремих співавторів. Підгрупа установ, які співпрацюють, які, як очікується, візьмуть участь у започаткуванні першої фази цієї федерації, включає лікарню Університету Пенсільванії, Університет Вашингтона в Сент-Луїсі, Медичний центр Університету Піттсбурга, Університет Вандербільта, Університет Квінз, Технічний університет Мюнхена, Бернський університет, Королівський коледж Лондона та меморіальний госпіталь Тата.

Дізнайтеся більше:

• Що таке федеративне навчання?
• Federated Learning for Medical Imaging (блог)
• Розвиток штучного інтелекту та конфіденційності не є грою з нульовою сумою (автор)
• Штучний інтелект в Intel
• Федеративне навчання в медицині