Giải pháp chẩn đoán hình ảnh y tế WISE-PaaS / AIFS của Advantech để cải thiện khả năng chẩn đoán, ra quyết định
12/01/2021
Hình ảnh y tế là một công nghệ không thể thiếu, được sử dụng trong các bệnh viện và khám X quang, nó đóng một vai trò vô giá trong việc chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân. Thật vậy, chẩn đoán hiệu quả dựa vào sự giải thích chuyên môn của bác sĩ X-quang và hình ảnh chụp X-quang, CT hoặc MRI. Đây không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, vì tỷ lệ trung bình của hình ảnh hiển thị tình trạng cấp tính chỉ là 4 ~ 10%. Điều này có nghĩa là, các bác sĩ X quang cần phải xem xét từng hình ảnh một cách cẩn thận - dẫn đến thời gian làm việc kéo dài, khối lượng công việc nặng nề và gây ra mệt mỏi. Ngoài ra, quy trình làm việc “đến trước - phục vụ trước” dẫn đến những bệnh nhân có các tình trạng nguy hiểm đến tính mạng không được chẩn đoán và điều trị kịp thời.
Advantech đã phát triển giải pháp hình ảnh y tế WISE-PaaS / AIFS (AI Framework Service) và dịch vụ tư vấn để đáp ứng nhu cầu của các trung tâm y tế. WISE-PaaS / AIFS là một nền tảng ứng dụng công nghiệp “một cửa” để quản lý, phát triển, đào tạo và triển khai mô hình AI. Một dự án thành công là "giải pháp chụp X-quang ngực để phát hiện tràn khí màng phổi" nhằm ưu tiên và phân loại hình ảnh bằng quy trình phát hiện có sự hỗ trợ của AI. Nếu hệ thống phát hiện một tổn thương nguy hiểm tiềm ẩn, hệ thống sẽ tự động gửi thông tin cảnh báo đến bác sĩ X quang phụ trách. Điều này giúp các chuyên gia y tế sắp xếp lại khối lượng công việc của họ và cho phép họ tập trung vào các trường hợp có nguy cơ cao trước - đảm bảo điều trị ưu tiên cho những bệnh nhân bị bệnh nặng. Tương tự, giải pháp này giúp các bác sĩ X quang bằng cách cải thiện môi trường làm việc của họ, giảm thiểu các vấn đề mỏi mắt và cũng như mệt mỏi kéo dài, điều sẽ ảnh hưởng đến tình hình sức khỏe chung của các bác sỹ.
Bốn thủ tục để tối ưu hóa mô hình AI và cải thiện khả năng tiên lượng
Giải pháp công nghệ hình ảnh y tế AI dựa trên WISE-PaaS / AIFS của Advantech bao gồm sáu bước triển khai: thu nhận hình ảnh, lập luận, xác nhận, ghi nhãn, đào tạo lại mô hình và thay thế mô hình. Liên tục lặp lại sáu bước này sẽ giúp tinh chỉnh và tối ưu hóa mô hình học tập của AI, giúp nó phân tích và phát hiện vấn đề tốt hơn. Giải pháp hình ảnh y tế AI WISE-PaaS / AIFS cũng bao gồm bốn quy trình vận hành trong quy trình đào tạo mô hình của nó:
- Đầu tiên, quá trình xử lý trước dữ liệu hình ảnh chuyển đổi định dạng hình ảnh từ DICOM sang PNG để các bác sĩ X quang có thể sử dụng công cụ hỗ trợ ghi nhãn AI (AIAA) để hỗ trợ, tăng tốc và tối ưu hóa việc ghi nhãn.
- Thứ hai, phân đoạn và mô hình hóa hình ảnh, là một quá trình mô hình hóa AI dựa trên các yêu cầu phát hiện do bác sĩ đặt ra. Nó kết hợp với công nghệ Generative Adversarial Network (GAN) để mô phỏng và tổng hợp dữ liệu đào tạo nhằm giải quyết các vấn đề đặc biệt của bệnh viện — bao gồm cả việc thiếu dữ liệu hình ảnh và khó khăn trong đào tạo mô hình AI.
- Thứ ba, trích xuất và phân tích đặc điểm sử dụng tập hợp các phương pháp thống kê để phân tích cường độ, kết cấu và các đặc điểm của các tổn thương riêng lẻ.
- Thứ tư, bảng phân tích chẩn đoán giúp bác sĩ phân tích các tổn thương. Sự kết hợp của các thủ tục này tăng cường chăm sóc bằng cách đưa ra các đề xuất chẩn đoán và điều trị cho bác sĩ nhằm cải thiện khả năng tiên lượng.
Giải pháp hình ảnh y tế AI: Phát hiện tràn khí màng phổi và hơn thế nữa
Một bệnh viện lớn ở miền nam Đài Loan đang sử dụng giải pháp phát hiện tràn khí màng phổi của Advantech là WISE-PaaS / AIFS AI. Khả năng phân tích đã được chứng minh của giải pháp giúp tối ưu hóa khối lượng công việc của bác sĩ X quang bằng cách hiển thị hình ảnh tổn thương tràn khí màng phổi. Tương tự, những bệnh nhân tràn khí màng phổi được chụp X-quang ở giai đoạn điều trị muộn hơn được hưởng lợi từ việc chẩn đoán và điều trị ưu tiên. Điều này làm tăng tỷ lệ chữa trị và phục hồi của bệnh nhân.
Cụm chụp ảnh X-quang tràn khí màng phổi kết hợp công nghệ AI deep learning, dựa trên dữ liệu mở, được kết hợp với các dịch vụ khung AI hyper-parameter và xử lý trước dữ liệu trong quá trình triển khai. Các dịch vụ này đã tối ưu hóa mô hình AI phân đoạn hình ảnh X-quang để cho phép chẩn đoán tràn khí màng phổi đáng tin cậy. Chỉ số Sørensen-Dice đã được áp dụng cho tập dữ liệu xét nghiệm của bệnh viện sau khi triển khai. Nó vượt quá 0,8 - thiết lập một tiêu chuẩn cho sự ra mắt chính thức của giải pháp.
Hơn nữa, sáu bước triển khai của giải pháp hình ảnh y tế AI - thu nhận hình ảnh, lập luận, xác nhận, ghi nhãn, đào tạo lại mô hình và thay thế mô hình - đều có thể áp dụng cho việc phát hiện bóc tách các bệnh liên quan tới động mạch chủ, viêm phổi, lao, ung thư phổi, xuất huyết não, và các bệnh khác. Theo đó, Advantech sẽ hợp tác với nhiều đối tác trong hệ sinh thái y tế thông minh hơn để mở rộng phạm vi ứng dụng hình ảnh y tế WISE-PaaS / AIFS của mình.
WISE-PaaS & WISE-Marketplace
Kiến trúc end-to-cloud của nền tảng ứng dụng dữ liệu WISE-PaaS cung cấp môi trường phát triển toàn diện để thu thập, phân tích, quản lý và ứng dụng dữ liệu, đồng thời thúc đẩy khả năng tương tác giữa các I.Apps thông qua WISE-Marketplace và đẩy nhanh sự phát triển của các giải pháp công nghiệp.
WISE-PaaS/AIFS
Là một nền tảng quản lý một cửa với công nghệ AI, WISE-PaaS / AIFS hỗ trợ vùng chứa khung AI đa dạng, đào tạo lại và triển khai lại mô hình cũng như quản lý cộng tác trên đám mây biên; giúp tăng tốc các ứng dụng công nghiệp AI quy mô lớn.
