Bệnh viện lớn nhất Đài Loan – Chang Gung, hiện đang sử dụng các công cụ được xây dựng trên NVIDIA DGX và Pure Storage FlashBlade để tăng cường công cụ AI sử dụng cho kính hiển vi.

Xét nghiệm máu giúp bác sĩ có thể biết được tình trạng của những nội tạng chính, cũng như các tình trạng y tế bao gồm bệnh về tim, chứng thiếu máu, và ung thư. Do vậy, tại các bệnh viện lớn, có vô số hình ảnh tế bào máu luôn trong tình trạng cần được phân tích.

Với hơn 10.000 giường bệnh và hơn 8 triệu lượt bệnh nhân ngoại trú mỗi năm, bệnh viện Chang Gung thu thập tối thiểu là 1 triệu hình ảnh tế bào máu. Do vậy, các nhà xét nghiệm cần làm việc 24/7, do việc xét nghiệm máu là thiết yếu đối với bộ phận cấp cứu. Chính vì vậy, nhằm nâng cao hiệu năng và độ chính xác của xét nghiệm này, hệ thống cơ sở y tế bao gồm 7 bệnh viện trên quốc đảo Đài Loan, hiện đang sử dụng các công cụ Deep Learning được phát triển trên AI, mang tên gọi AIRI.

AIRI là một kiến trúc tích hợp Pure Storage và NVIDIA, được dựa trên thiết kế NVIDIA DGX POD và hoạt động phối hợp giữa NVIDIA DGX-1 với Pure Storage FlashBlade. Trong đó, giải pháp AIRI của bệnh viện bao gồm 4 hệ thống NVIDIA DGX-1, cung cấp tới 1 petaflop đơn vị hiệu năng AI mỗi hệ thống. Mỗi hệ thống này lại tích hợp 8 máy gia tốc nhanh nhất thế giới cho trung tâm dữ liệu: Chiếc NVIDIA V100 Tensor Core GPU.

Hiện tại, công cụ xét nghiệm máu của bệnh viện Chang Gung có khả năng tự động xác định 6 loại bạch cầu chính, song vẫn cần tham vấn tới y bác sĩ để phân loại các loại khác – Một quá trình vô cùng tốn kém chi phí và thời gian.

Trong khi đó, mô hình Deep Learning mới lại cho phân tích sâu hơn, với khả năng phân loại 18 loại tế bào máu khác nhau từ hình ảnh hiển vi, đạt độ chính xác 99%. Với công cụ AI này, bác sĩ cũng có thể phân loại các tế bào hiếm tốt hơn, cải thiện chẩn đoán bệnh. Việc sử dụng AI cũng giảm bớt lượng việc của các nhà xét nghiệm, trong khi vẫn đảm bảo chất lượng kiểm tra.

Nhằm đẩy nhanh quá trình huấn luyện và suy đoán mô hình Deep Learning, bệnh viện Chang Gung đã sử dụng một thiết kế hạ tầng tích hợp của AIRI, với những công nghệ máy tính, kết nối, lưu trữ, năng lượng, và làm mát tốt nhất.

AI “chảy trong máu” của bệnh viện

Sau khi lấy mẫu máu của bệnh nhân, bệnh viên Chang Gung sẽ sử dụng các công cụ tự động để thử máu, đặt chúng lên kính hiển vi để quan sát và kiểm tra các tế bào hồng cầu, bạch cầu, và tiểu cầu. Máy sau đó sẽ chụp lại ảnh của “tấm phim máu” này, rồi chuyển sang phân tích chúng bằng các thuật toán.

Bệnh viện đã huấn luyện mạng nơ ron tích chập bằng công nghệ Transfer Learning, sử dụng một bộ dữ liệu với hơn 60.000 hình ảnh tế bào máu trên AIRI.

AI chỉ cần 2 giây để phân tích một bộ 25 hình ảnh thông qua máy chủ NVIDIA T4 GPU – Nhanh gấp 100 lần so với một đội ngũ gồm 3 chuyên gia y tế (5 phút).

“AI sẽ cải thiện toàn bộ quy trình chẩn đoán y tế, cũng như mối quan hệ giữa bệnh nhân và bác sĩ, thông qua việc giải quyết 2 vấn đề chính, cụ thể là: hạn chế về thời gian và chi phí nhân lực,” ông Chang-Fu Kuo, giám đốc Trung tâm AI về Dược phẩm của bệnh viện.

Một số nhóm tế bào máu lại vô cùng hiếm, dẫn tới mất cân bằng trong hệ dữ liệu huấn luyện, Do đó, để tăng cường hình ảnh về nhóm máu hiếm, cũng như cải thiện hiệu quả mô hình, các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm các mạng GAN (Generative Adversarial Network).

Ngoài ra, bệnh viên Chang Gung cũng sử dụng AIRI để nhận diện hình ảnh chụp xương, hệ gen, và cả trong các dự án hóa mô miễn dịch. Và nếu như hiện tại, các công cụ AI thường tập trung vào nhận diện tình trạng y tế, thì trong tương lai, chúng sẽ được sử dụng trong công tác dự đoán bệnh.

FPT TechInsight
Theo
NVIDIA

Tin liên quan: