Serverless 在醫療行業的實踐,提升 AI 診斷效率 90%

科技已成爲各個行業的“新基建”,跟每個人息息相關的醫療行業也不例外。動態心電圖監測乃至長程動態心電圖監測,可以很好地篩查識別無症狀或隱匿性心律失常患者,幫助臨牀醫師更早發現、識別心律失常,繼而採取合適的治療措施。

前言


 臨牀診斷要求對病人的動態心電監測持續一定時間。可檢測的時間越長,診斷產出率就越高。因爲得到的信息越多,捕捉到異常時刻的機會便越大,越有利於診斷。

 

傳統的 Hotler 心電監測設備,因功耗原因,最長僅可連續進行 24 小時或七天的心電監測,時長有限且設備複雜,需要在患者身上貼大量電極片,讓患者行動受限,十分不便。

 

                    

越光醫療是一家移動醫療設備研發商,主要提供醫療智能設備、雲端醫用級醫療信息處理算法系統、移動管理交互應用軟件等產品。越光醫療的長程動態心電記錄儀,體積微小輕薄,使用方便,患者只需要將兩指大小的設備貼在左胸即可,不影響患者日常生活,可在連續不間斷地進行最長達 30 天的動態心電圖記錄。

越光醫療不僅提供心電監控的醫療器械,還利用人工智能算法對心電數據做計算分析,輔助醫生對全息數據進行查看和審覈,出具診斷報告。

 

越光醫療的設備可以連續記錄 30 天心電數據,每個人每天的心跳總數超過 10 萬次,一個病人 30 天的連續記錄則的心跳超過 300 萬次。從前,醫生需要用肉眼觀察數據,發現其中的異常。然而,面對光是如此海量的數據,醫生人工看片太過耗時。何況,在部分病例中,30 天裏可能只有 1 分鐘、 2 分鐘,甚至 9 秒的停博,無法快速識別診斷。若用機器輔助,就能大大節省醫生的診斷時間。

 

利用Serverless容器極速擴容,業務處理時間縮短90%


動態心電記錄儀會將數據記錄在本地,待病人回醫院複診時上傳,並在雲上進行速率、形態等方面的大量技術及分析。此時便出現了數據上傳和分析的波峯,大部分流量波峯出現在工作日上午,尤其是週一。

 

越光醫療在 2014 年成立時便選擇阿里雲,隨着容器潮流席捲便開始使用阿里雲容器服務,基於容器技術的雲原生架構,非常契合越光醫療彈性的流量需求。2019 年阿里雲推出彈性容器實例(ECI, Elastic ContainerInstance),越光醫療便成爲了種子用戶。

 

阿里雲彈性容器實例 ECI 是 Serverless 免運維的容器基礎設施,與 ASK(Alibaba Cloud Serverless Kubernetes)容器服務無縫集成,一起爲客戶提供高彈性、低成本、免運維的 Serverless 容器運行環境,免去用戶對容器集羣的運維和容量規劃工作。

 

通過阿里雲 ASK on ECI 容器服務,越光醫療在短時間內開出多個運行在 ECI 上的數據傳輸任務處理暴增的業務請求,而後迅速釋放,避免了資源閒置,節省了 50% 成本。

 

早期,越光醫療使用一定量預定資源來處理上傳與推理的任務,在高峯時長需要排隊,如果消息很多無法處理,則需要新購機器手動擴容。

 

越光醫療 CTO 邢文輝表示:“我們每次容器跑的時間很短,可能上傳+推理只需要幾分鐘。從前,啓動一臺機器再部署容器,可能要 10 分鐘,關閉還需要時間。用了 ECI ,計算資源迅速就緒,排隊時間縮短了 10-20% ,加上原來爲了節省成本我們用的是 CPU 處理數據,後來 ECI 支持 GPU 我們便得以用 GPU ,使得整體數據處理時間縮短了  90%  。還有,採用 Serverless 容器之後運維上也更加方便,不用管理底層 ECS 機器資產,原來可能需要管理操作系統和系統鏡像,現在只需專注於業務應用的容器鏡像。”

 

雲原生 AI 提升模型準確率,醫生節省更多時間


事關人命,心電數據分析對準確率要求非常高。想想,一個病人 30 天的連續記錄則的心跳超過 300 萬次。即使準確率高達 99% ,也會有 3 萬次錯誤需要醫生校正。機器的準確性與敏感性之間,卻也有着微妙的平衡。

 

 

越光醫療也在不斷完善着自身模型。而訓練人工智能模型需要大量的 GPU 算力,單獨購置十分昂貴。此時,雲上的大規模 GPU 算力便恰如其分,越光醫療還通過阿里雲的GPU 競價實例,大大降低了訓練成本。

 

阿里雲的 GPU 競價實例(又稱 Spot 實例),價格根據需求量每小時動態調整,最低可達到按量付費的 10% ,適合短時(小於 1 小時)的 AI 推理和訓練任務。

 

原來,通過人工智能的輔助,越光醫療對心電數據分析的準確率(內部統計數據)可以達到 99.95% 。利用雲上 GPU 算力,越光醫療進行了大量訓練實驗,大大優化了分析模型,減少了 80% 的錯誤,準確率從而提升到了 99.99% 。

 

“我們是輔助分析,我們準確率越高,醫生需要校正的時間就越少。也就實現了對醫療服務供給側能力的提升”越光醫療 CEO 蒲亞川相信,隨着人工智能與雲計算技術發展,講給醫療行業帶來更大的便利與價值。

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