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华为云医疗智能体乔楠: 基于EIHealth平台的抗疫全景解读

本文作者:李雨晨 2020-07-13 20:49
导语:EIHealth主要覆盖基因组,临床研究和药物研发三个方向。

雷锋网消息,7月10-11日,2020世界人工智能健康云峰会召开。作为世界人工智能大会云端峰会的主题论坛之一,健康云峰会以“智联世界·共享健康”为主题,由“1个开幕式+3场专题论坛+1场特色会议”构成,聚焦“AI+健康”“AI+公共卫生”“AI+医疗服务”“AI+生物医药”“AI+医疗标准规范”等热点话题。

在“AI+医疗服务”专场上,华为技术有限公司云医疗智能体乔楠博士发表了主题为《华为云EIHealth 科技抗疫 共克时艰》的主题演讲。

华为云医疗智能体乔楠: 基于EIHealth平台的抗疫全景解读

乔楠表示,在医疗行业,华为云的EIHealth平台致力于打造医疗行业人工智能的“黑土地”,支撑生物技术公司、医院、制药公司等进行AI和数字化转型,突入行业的深水区,找到业务发展的第二曲线。他还讲到,目前,EIHealth主要覆盖基因组、临床研究和药物研发三个方向。

在此次抗击新冠肺炎的战斗中,EIHealth在以上三个领域取得了诸多成果,多方面助力抗疫,实现了平台自身价值的最大化。

例如,在武汉,武汉希望组和华为组成联合团队,在无固定IT基础设施的临时医院,实现并验证了基于三代测序技术的新冠病毒快速基因检测技术。

在广东,华为云EI团队协助广东省再生实验室,加速新冠肺炎影像AI模型开发,完成新冠肺炎影像AI模型训练,并且联合华中科技大学、蓝网科技共同推出AI辅助医疗影像筛查服务。服务整合了华为云端的AI+CT推理服务,可以直接给到医院供临床医生使用。

以下为乔楠的演讲内容,雷锋网作了不改变原意的编辑及整理:

乔楠:大家下午好,非常感谢世界人工智能大会组委会的邀请,也很荣幸参加这次“智联世界 共享健康”上海云峰会。

今天我要给大家介绍的是华为云的EIHealth平台。在这次抗疫中,EIHealth推出了一系列的抗疫黑科技,支撑国内外高校、研究机构、医疗和合作伙伴,一起利用科技抗疫、共克时艰。

华为聚焦于ICT技术,也就是信息与通信技术,面向消费者、运营商和企业三类客户群,提供创新的端到端的ICT解决方案和产品,包括智能终端和可穿戴式设备,各种网络互连设备,以及云计算。

消费者业务、运营商业务、企业业务和云业务是华为的核心四大业务领域。

华为每年在持续创新和自主研发上投入大量的人力和资源,2019年研发总投入1317亿元,研发人员遍布全球的14个研究所和36个联合创新中心。

华为现有3000多名AI专家,发表了200多篇AI文章,持有600多项AI专利,这些数字每天都在持续增加中。

2018年,徐直军总裁正式对外宣布了华为的全栈、全场景AI战略;2019年,胡厚崑总裁正式宣布华为的全站全场景AI战略已经落地,我们推出了最强的AI推理芯片昇腾310,AI训练芯片昇腾910,以及通用计算的鲲鹏芯片。

我们在2020年的华为开发者大会上开源了可以媲美TensorFlow和Pytorch的MindSpore深度学习框架;而华为的一站式AI平台ModelArts,在正式发布一年后,也推出了面向企业客户的专业版。

针对企业客户,我们不仅提供了通用的AI、API,如图像识别,文本识别,也提供了面向软件工程师的高级API,方便企业客户的集成和应用,针对城市、互联网、园区、医疗等行业,我们进一步推出了EI智能体解决方案。

所有这些共同组成了华为云企业智能EI服务,打造人工智能的黑土地,使华为云成为企业智能化数字转型的最佳合作伙伴。

华为云企业智能面向医疗行业推出的是EIHealth平台。

近些年来,AI在医疗领域的研究和应用非常活跃,我们希望通过EIHealth为医疗客户提供一个端到端的AI研发平台,从而加速AI的研究、AI知识资产的积累、AI成果的转换应用。

更进一步的,推动AI的民主化。通过AutoML自动建模技术,让每一个人都可以利用AI解决工作中遇到的问题。

EIHealth当前主要覆盖三个方向:基因组、临床研究和药物研发。

华为云医疗智能体乔楠: 基于EIHealth平台的抗疫全景解读

在今年一月份疫期爆发初期,EIHealth团队就投入到紧张的抗疫研发第一线,我们和国内的高校,研究机构以及合作伙伴一起,在基因组、临床研究和药物研发等多个领域取得了一系列的合作成果,并且在第一时间公开和公布了这些研究成果,为抗疫研究争取了宝贵的时间。

为了更好的支持抗疫研发,EIHealth通过整合华为2012实验室多年的研究成果,迅速研发并上线了一系列抗疫科技,在国内外的抗疫工作中发挥了巨大的价值。

华为云医疗智能体乔楠: 基于EIHealth平台的抗疫全景解读

对于一种新型病毒,研究人员首先要做的是对该病毒的基因和蛋白进行深入的研究,接下来需要针对病毒研发检测技术。最后,研究人员需要针对病毒研发药物和抗体,这样才能彻底打败病毒。

EIHealth 抗病毒服务提供了覆盖病毒研究、病毒检测和抗病毒药物研发者三个阶段的多种功能,如病毒基因组研究、病毒进化研究、病毒蛋白结构研究、新冠肺炎AI+CT检测、抗病毒药物筛选和新冠AI图谱,这些功能可以极大加速病毒的研究和抗疫新技术的研发。

在基因组领域,EIHealth提供了全面的工具和流程,覆盖了二代测序和三代测序技术,使得研究人员可以快速进行病毒序列的检测、病毒基因组的组装、病毒突变的识别和病毒的进化分析。所有的这一切都可以在华为云端,利用华为云的强大算力迅速完成。

这里演示的是EIHealth平台的病毒基因检测流程,该流程通过分析病人的基因测序数据,可以快速准确的识别出新冠病毒的基因序列,从而可以作为传统病毒检测技术的有效补充。

通过华为5G技术、华为云的鲲鹏芯片和昇腾芯片,我们将数小时的分析任务加速到了十分钟以内,极大的提高了病毒检测的效率。

在临床研究领域,EIHealth研发了多个AI模型,用于对新冠肺炎的病灶分割和定量分析,对肺病病灶的3D重建,以及对病情演化的对比分析,这些AI模型的应用极大的提升了临床医生阅片的效率。

这里演示的是EIHealth平台的AI辅助新冠肺炎筛查服务,该模型可以达到99%的敏感度和90%的精度。针对肺病病变的DICE系数可以达到0.82,AI辅助新冠肺炎筛查同样可以作为传统病毒检测技术的有效补充,对病人的诊断结果进行交叉验证,提高诊断的准确性。

通过华为昇腾AI芯片的加速,我们将AI模型的推理时间压缩到数秒内完成。

EIHealth团队在一月底和中科院、华中科大以及西安交大的数位教授和博士共同启动了神农项目。

该项目在一周内,利用华为云的鲲鹏集群和昇腾集群的算力,针对21个病毒靶点以及8506个临床药物进行了虚拟筛选,并且将虚拟筛选的结果通过神农项目网站,面向全球进行公布。

这也是迄今为止全球最大的、完全免费公开的新冠药物虚拟筛选数据库。研究人员和临床医生可以在神农项目网站上对病毒蛋白和药物进行查询,并能够以3D可视化的形式展示病毒蛋白和药物的结合位点。

这里演示的是支撑神农项目背的抗病毒药物虚拟筛选服务,研究人员可以利用该服务,针对自己设计的病毒靶点和小分子药物数据库,进行超大规模的药物虚拟筛选。

借助华为鲲鹏芯片和昇腾芯片的超强算力,我们可以将原本需要一个月的计算任务加速到几个小时内完成。

由于新冠病毒是一种全新的病毒,对新冠病毒的研究在短短几个月的时间里就积累了上万篇文献,如何能够从文献中提取准确有效的知识,从而启发新的研究思路,并且避免重复性研究,已经成为研究人员面临的最大问题。

通过利用华为云的知识图谱服务和2012实验室发表的BERT-MK医疗预训练模型,EIHealth迅速推出了新冠科研AI图谱。

利用新冠科研AI图谱,研究人员可以对自己感兴趣的目标进行搜索,这里我们可以针对病毒的蛋白进行搜索,如Spike蛋白,搜索可以得到Spike蛋白的靶向蛋白,针对Spike蛋白的药物或者抗体,这些信息所在的文献段落及文献链接会显示在知识图谱的下方;

同样,我们可以搜索感兴趣的药物,如奈非那韦。最近有多篇文献报道它可以抑制新冠病毒,通过知识图谱查询,我们可以看到奈非那韦的靶点蛋白是病毒的Mpro蛋白。

现在是技术创新的大时代,也是中国的企业往深水区迈进的关键阶段,如何能够加速科技创新及应用,已经是各行业领头羊能够存活下去的关键因素。

在短短的几个月里,我们不仅通过EIHealth平台研发出了一系列黑科技,同时也和合作伙伴一起推动了这些技术的落地和应用,接下来我会为大家介绍最近我们取得的合作成果。

1月30号,武汉希望组和华为组成联合团队,在无固定IT基础设施的临时医院,实现并验证了基于三代测序技术的新冠病毒快速基因检测技术。

当测序仪产生数据后,基因数据通过5G网络传输给华为云,然后利用华为云服务与AI技术,快速分析得到病毒检测结果。该技术在抗疫初期发挥了重要的作用。

2月10日,在华为云技术团队的支持下,中国科学院上海营养与健康研究所和上海巴斯德所,正式上线了新冠病毒基因自动化鉴定云平台,并在疫情期间免费开放。

该平台为新冠基因组分析提供了一键式自动化服务,为新冠病毒临床诊断,病毒变异趋势监控提供了重要的依据。还在上海市公共卫生临床中心,瑞金医院及多家医疗机构的患者基因数据分析中得到了广泛的使用。

2月2号,为了支持广东省再生实验室新冠肺炎影像AI模型的训练,华为云紧急调度了一批AI训练服务器,确保了再生实验室研究任务的顺利完成。

2月8号,华为云和华中科技大学,蓝网科技共同研发的AI辅助医疗影像筛查服务正式上线,该服务整合了华为云端的AI、 CT推理服务,并可以直接部署到医院供临床医生使用。

4月2号,随着华为云全球抗疫行动的全面展开,在合作伙伴蓝网科技、心医国际和东软集团的共同努力下,EIHealth服务已经进入全球100余家医院。

从2月1号开始,由华为和中科院北京基因组研究所、华中科大、西安交大多名教授和博士组成的联合科研团队陆续发布了一系列的成果,其中包括新冠病毒所有关键蛋白的同源模建结构,针对Mpro蛋白药物筛选找到五个可能有效的药物,其中有两个药物已经进入了临床实验。

在4月2号,联合团队将这次大规模抗新冠药物筛选的所有数据,发布到了神农项目网站上,迄今为止,神农项目已有755次国内外访问,并且有多篇基于神农项目的科研成果也陆续发表了出来。

从2月10日开始,华为联合浙江大学发布了多个新冠科研AI知识图谱,该AI图谱采用了华为2012实验室和华为云最新研究成果,领先的医学领域知识监督预训练语言模型:BERT-MK,并融合了团队在知识挖掘领域积累的多项深度语义表示和检索技术。

新冠科研AI知识图谱通过OpenKG面向全球公开访问,迄今为止,已有超过1800次下载量。

华为云当前在中国公有云市场排名第三,全球排名第六,华为云也是全球唯一一个具有全栈全场景AI能力的云厂商,这些都为国家新基建的落地提供了坚实的基础。

今天我给大家的分享就到这里,希望能对大家有所帮助,谢谢大家!雷锋网

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