[閒聊] 聯合學習

作者: RirinaSanada (莉莉奈)   2021-04-01 01:13:31
透過大數據分析,達到精準醫療已是醫界趨勢,但如何讓系統串聯各院所的資訊,又不侵
犯到個人隱私,杜奕瑾推動的「聯合學習」AI革命,或許正是解答。
現今,各行各業無不積極發展人工智慧(AI),而這都需要大數據(big data)支撐。但
對醫界來說,最難過的關卡,是「數據共享」與「患者隱私」間的拉扯。
然而,被封為「PTT創世神」的杜奕瑾,他創立的台灣人工智慧實驗室(AILabs)端出最
新關鍵技術「聯合學習」,已為這項困境帶來一線曙光。
2020年,AILabs在短短半年間,所陸續開發的多款「防疫神器」,就是善用「聯合學習」
技術。
以「新冠肺炎X光檢測系統」為例,該系統在建立之初,原先只擁有台大醫院的肺部影像
資料庫,但在AILabs聯合學習技術的協助下,短短一個多月,便先後串起國際開放資料庫
,學習超過四萬張的胸部X光片。
該系統去年5月正式推出後,在健保署長李伯璋的協助下,還得以使用健保影像資料庫進
行加強訓練,等同運用全台灣肺部影像數據為該系統加持。後續更迅速獲得全球各地醫師
青睞,各國醫師都可以透過上傳胸部X光影像,獲得檢測結果。
靠一套AI系統,一口氣學習全國,甚至是全球數據庫,在醫學界並不多見。因為醫療數據
具有高度敏感性,光是國內的院際合作就已十分困難,更遑論跨國共用一套AI系統。
長期參與AILabs聯合學習計畫的臺大醫學院內科部醫師王宗道指出,過去醫師若想投入AI
研究,數據來源多半只能仰賴自身服務單位。
若想透過跨院合作,提升AI預測的精準度,難如登天。因為醫院在未經病患許可前,無權
分享病患數據;若要逐一徵詢病患同意,曠日廢時。
「模型共享」取代「數據共享」
而「聯合學習」如何讓「共享」與「隱私」兼得?
杜奕瑾解釋,傳統訓練AI模型,必須要將所有數據集中在一台電腦中,才能進行訓練。
這就好比為了訓練一位醫師,將大量病人都送到同一所醫院,這對醫生來說或許方便,卻
苦了需要舟車勞頓的病人。
而同樣是為了訓練AI模型,「聯合學習」正好相反,是先建立好一個模型,再讓該模型分
頭進入各院所進行訓練,力求以「模型共享」,取代過去的「數據共享」。
如此一來,各院所不必貢獻病患資料,也能讓模型持續迭代,達到傳統集中式的訓練成果

「就像是讓一位醫師輪調各家醫院,醫師同樣能看到所有病人,卻能讓病人們省去移動成
本,」杜奕瑾生動比喻。
對此,北榮AI門診創辦人、臺北榮民放射線部神經放射科主任郭萬祐尤其有感。
早自2019年初,郭萬祐便在榮總骨科、神經外科、心臟科,導入協助醫師判讀腦瘤轉移的
AI系統(DeepMets)。通過該系統判斷腦瘤轉移的時間,從20分鐘大幅縮短到30秒內,而
且還能計算出腦瘤大小。
可惜的是,DeepMets推出初期,便受限於院際間的病人隱私問題,而無法針對北榮以外的
影像資料進行學習。
郭萬祐解釋,各醫院處理影像的方式有許多細節上的差異。從醫師標註方式、影像系統、
歸檔方式,都不甚相同,因此,即便DeepMets在北榮運作順利,也無法輕易導入其他院所

幸好,隨著「聯合學習」在2020年的迅速成熟,讓DeepMets有了走出北榮的機會。
2020年中,看準「聯合學習」對AI模型的訓練方式,郭萬祐率先發起試驗,聯合AILabs、
陽明大學、交通大學、瑞典哥德堡查理斯科大進行合作,成功驗證DeepMets透過「聯合學
習」的訓練方式同樣有效。
今年3月,郭萬祐更聯合全國九所醫療院所,籌組「台灣腦瘤聯合學習起始會」,讓
DeepMets從單一院所的AI模型,一舉成為有九家醫院數據訓練成果的「腦瘤判讀最強大腦
」。
過去短短一年內,這陣「聯合學習」風潮,已經快速吹進全台醫療院所。2020年11月,由
AILabs領銜,串聯全台11家醫學中心,正式成立「台灣聯合學習醫療聯盟」,力求加快探
索「聯合學習」應用的各項可能。根據AILabs統計,該聯盟中,類似DeepMets的「醫療型
最強大腦」,全台已有120個。
數據不洩隱私,迎向精準醫療
除了院際合作,未來個人也能透過「聯合學習」的機制,成為「腦細胞」的一份子。
今年2月中,部桃醫院重啟之際,為更加精準防疫,防疫中心推行使用「社交距離App」,
正是「聯合學習」結合個人數據的絕佳示範。
杜奕瑾解釋,下載該款App後,只要曾與「確診者」接觸過,該App就會立刻發出通知。原
理也採行「聯合學習」機制,App不會記錄關乎隱私的個人數據,僅記錄「去識別化裝置
足跡」。
隨著精準健康逐漸成為趨勢,未來人工智慧勢必需要更多、更完整的個人數據,才有辦法
給出精確的醫療判斷。
如何讓系統端串聯所有人健康資訊,而不侵犯到隱私,在杜奕瑾眼中,「聯合學習」也許
就是答案。
這股未來潛力,政府也看到了。1月29日,由國發會主委龔明鑫發起,少見地共同串聯行
政院底下四大部會:交通部、衛福部、經濟部、文化部,共同成立「台灣聯合學習產業大
聯盟」,致力尋找AI在各行各業的全新可能。
接下來,「聯合學習」的AI革命才正要開始。

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