[闲聊] 联合学习

楼主: RirinaSanada (莉莉奈)   2021-04-01 01:13:31
透过大数据分析,达到精准医疗已是医界趋势,但如何让系统串联各院所的资讯,又不侵
犯到个人隐私,杜奕瑾推动的“联合学习”AI革命,或许正是解答。
现今,各行各业无不积极发展人工智能(AI),而这都需要大数据(big data)支撑。但
对医界来说,最难过的关卡,是“数据共享”与“患者隐私”间的拉扯。
然而,被封为“PTT创世神”的杜奕瑾,他创立的台湾人工智能实验室(AILabs)端出最
新关键技术“联合学习”,已为这项困境带来一线曙光。
2020年,AILabs在短短半年间,所陆续开发的多款“防疫神器”,就是善用“联合学习”
技术。
以“新冠肺炎X光检测系统”为例,该系统在建立之初,原先只拥有台大医院的肺部影像
数据库,但在AILabs联合学习技术的协助下,短短一个多月,便先后串起国际开放数据库
,学习超过四万张的胸部X光片。
该系统去年5月正式推出后,在健保署长李伯璋的协助下,还得以使用健保影像数据库进
行加强训练,等同运用全台湾肺部影像数据为该系统加持。后续更迅速获得全球各地医师
青睐,各国医师都可以透过上传胸部X光影像,获得检测结果。
靠一套AI系统,一口气学习全国,甚至是全球数据库,在医学界并不多见。因为医疗数据
具有高度敏感性,光是国内的院际合作就已十分困难,更遑论跨国共用一套AI系统。
长期参与AILabs联合学习计画的台大医学院内科部医师王宗道指出,过去医师若想投入AI
研究,数据来源多半只能仰赖自身服务单位。
若想透过跨院合作,提升AI预测的精准度,难如登天。因为医院在未经病患许可前,无权
分享病患数据;若要逐一征询病患同意,旷日废时。
“模型共享”取代“数据共享”
而“联合学习”如何让“共享”与“隐私”兼得?
杜奕瑾解释,传统训练AI模型,必须要将所有数据集中在一台电脑中,才能进行训练。
这就好比为了训练一位医师,将大量病人都送到同一所医院,这对医生来说或许方便,却
苦了需要舟车劳顿的病人。
而同样是为了训练AI模型,“联合学习”正好相反,是先建立好一个模型,再让该模型分
头进入各院所进行训练,力求以“模型共享”,取代过去的“数据共享”。
如此一来,各院所不必贡献病患资料,也能让模型持续迭代,达到传统集中式的训练成果

“就像是让一位医师轮调各家医院,医师同样能看到所有病人,却能让病人们省去移动成
本,”杜奕瑾生动比喻。
对此,北荣AI门诊创办人、台北荣民放射线部神经放射科主任郭万祐尤其有感。
早自2019年初,郭万祐便在荣总骨科、神经外科、心脏科,导入协助医师判读脑瘤转移的
AI系统(DeepMets)。通过该系统判断脑瘤转移的时间,从20分钟大幅缩短到30秒内,而
且还能计算出脑瘤大小。
可惜的是,DeepMets推出初期,便受限于院际间的病人隐私问题,而无法针对北荣以外的
影像资料进行学习。
郭万祐解释,各医院处理影像的方式有许多细节上的差异。从医师标注方式、影像系统、
归档方式,都不甚相同,因此,即便DeepMets在北荣运作顺利,也无法轻易导入其他院所

幸好,随着“联合学习”在2020年的迅速成熟,让DeepMets有了走出北荣的机会。
2020年中,看准“联合学习”对AI模型的训练方式,郭万祐率先发起试验,联合AILabs、
阳明大学、交通大学、瑞典哥德堡查理斯科大进行合作,成功验证DeepMets透过“联合学
习”的训练方式同样有效。
今年3月,郭万祐更联合全国九所医疗院所,筹组“台湾脑瘤联合学习起始会”,让
DeepMets从单一院所的AI模型,一举成为有九家医院数据训练成果的“脑瘤判读最强大脑
”。
过去短短一年内,这阵“联合学习”风潮,已经快速吹进全台医疗院所。2020年11月,由
AILabs领衔,串联全台11家医学中心,正式成立“台湾联合学习医疗联盟”,力求加快探
索“联合学习”应用的各项可能。根据AILabs统计,该联盟中,类似DeepMets的“医疗型
最强大脑”,全台已有120个。
数据不泄隐私,迎向精准医疗
除了院际合作,未来个人也能透过“联合学习”的机制,成为“脑细胞”的一份子。
今年2月中,部桃医院重启之际,为更加精准防疫,防疫中心推行使用“社交距离App”,
正是“联合学习”结合个人数据的绝佳示范。
杜奕瑾解释,下载该款App后,只要曾与“确诊者”接触过,该App就会立刻发出通知。原
理也采行“联合学习”机制,App不会记录关乎隐私的个人数据,仅记录“去识别化装置
足迹”。
随着精准健康逐渐成为趋势,未来人工智能势必需要更多、更完整的个人数据,才有办法
给出精确的医疗判断。
如何让系统端串联所有人健康资讯,而不侵犯到隐私,在杜奕瑾眼中,“联合学习”也许
就是答案。
这股未来潜力,政府也看到了。1月29日,由国发会主委龚明鑫发起,少见地共同串联行
政院底下四大部会:交通部、卫福部、经济部、文化部,共同成立“台湾联合学习产业大
联盟”,致力寻找AI在各行各业的全新可能。
接下来,“联合学习”的AI革命才正要开始。

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