英特爾實驗室與賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院(賓夕法尼亞大學(xué))正在共同開發(fā)技術(shù)，以使由賓州醫(yī)學(xué)(Penn Medicine)領(lǐng)導(dǎo)的29個國際醫(yī)療保健和研究機構(gòu)聯(lián)合起來培訓(xùn)人工智能(AI)使用稱為聯(lián)合學(xué)習(xí)的隱私保護(hù)技術(shù)識別腦部腫瘤的模型。賓夕法尼亞大學(xué)的研究工作由 美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的國家癌癥研究所(NCI)的癌癥信息技術(shù)研究計劃(ITCR)資助，并通過三年期120萬美元贈款給首席研究員 Spyridon博士Bakas 在 中心生物醫(yī)學(xué)影像計算和分析(CBICA) 賓夕法尼亞大學(xué)。
英特爾實驗室首席工程師杰森·馬丁說：“人工智能對腦腫瘤的早期檢測顯示出巨大的希望，但要發(fā)揮其全部潛力，它將需要比任何一個醫(yī)療中心都要多的數(shù)據(jù)。使用英特爾的軟硬件和支持在一些英特爾實驗室最聰明的頭腦中，我們正在與賓夕法尼亞大學(xué)和29個協(xié)作醫(yī)療中心聯(lián)合組成的聯(lián)盟，在保護(hù)敏感的患者數(shù)據(jù)的同時，促進(jìn)腦腫瘤的識別。”
賓州醫(yī)學(xué)和來自美國，加拿大，英國，德國，荷蘭，瑞士和印度的29個醫(yī)療保健和研究機構(gòu)將使用聯(lián)合學(xué)習(xí)，這是一種分布式機器學(xué)習(xí)方法，使組織能夠在不共享的情況下就深度學(xué)習(xí)項目進(jìn)行協(xié)作患者數(shù)據(jù)。
Penn Medicine和Intel Labs率先 發(fā)表了有關(guān) 醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的聯(lián)合學(xué)習(xí)的論文，特別證明了聯(lián)合學(xué)習(xí)方法可以訓(xùn)練模型，使其準(zhǔn)確性達(dá)到在傳統(tǒng)的非私有模型中訓(xùn)練的模型的99%以上方法。本文最初在西班牙格拉納達(dá)舉行的2018年醫(yī)學(xué)圖像計算和計算機輔助干預(yù)國際會議(MICCAI)上發(fā)表。這項新工作將利用英特爾軟件和硬件來實施聯(lián)合學(xué)習(xí)，從而為模型和數(shù)據(jù)提供額外的隱私保護(hù)。
Bakas說：“機器學(xué)習(xí)培訓(xùn)需要大量和多樣化的數(shù)據(jù)，這是我們科學(xué)界普遍接受的，沒有任何一個機構(gòu)可以擁有。” “我們正在協(xié)調(diào)由29個合作的國際醫(yī)療保健和研究機構(gòu)組成的聯(lián)盟，這些聯(lián)盟將能夠使用保護(hù)隱私的機器學(xué)習(xí)技術(shù)(包括聯(lián)合學(xué)習(xí))來為醫(yī)療保健培訓(xùn)最先進(jìn)的AI模型。今年，聯(lián)邦將開始開發(fā)從國際腦腫瘤分割(BraTS)挑戰(zhàn) 數(shù)據(jù)集的擴展版本中識別腦腫瘤的算法 。該聯(lián)盟將使醫(yī)學(xué)研究人員能夠訪問大量醫(yī)療數(shù)據(jù)，同時保護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全性。”
根據(jù)美國腦腫瘤協(xié)會 (ABTA)的數(shù)據(jù)，今年將有近80,000人被診斷出患有腦腫瘤，其中4,600多人是兒童。為了訓(xùn)練和建立檢測腦腫瘤的模型以幫助及早發(fā)現(xiàn)和改善結(jié)局，研究人員需要訪問大量相關(guān)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。但是，至關(guān)重要的是數(shù)據(jù)必須保持私有和受保護(hù)，這正是采用英特爾技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合學(xué)習(xí)的地方。通過使用這種方法，所有合作伙伴組織的研究人員將能夠共同構(gòu)建和訓(xùn)練檢測大腦的算法腫瘤，同時保護(hù)敏感的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。
到2020年，Penn和29個國際醫(yī)療保健和研究機構(gòu)將使用英特爾的聯(lián)合學(xué)習(xí)硬件和軟件來生產(chǎn)新的最新AI模型，該模型已在迄今為止最大的腦腫瘤數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了訓(xùn)練-所有這些都沒有敏感的患者數(shù)據(jù)離開各個合作者。預(yù)計將參與啟動該聯(lián)盟第一階段工作的合作機構(gòu)的子集包括賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)院，圣路易斯華盛頓大學(xué)，匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，范德比爾特大學(xué)，皇后大學(xué)，慕尼黑工業(yè)大學(xué)，伯爾尼大學(xué)，倫敦國王學(xué)院和塔塔紀(jì)念醫(yī)院。