Serverless 在医疗行业的实践,提升 AI 诊断效率 90%

    技术2022-07-10  93

    科技已成为各个行业的“新基建”,跟每个人息息相关的医疗行业也不例外。动态心电图监测乃至长程动态心电图监测,可以很好地筛查识别无症状或隐匿性心律失常患者,帮助临床医师更早发现、识别心律失常,继而采取合适的治疗措施。

    前言


     临床诊断要求对病人的动态心电监测持续一定时间。可检测的时间越长,诊断产出率就越高。因为得到的信息越多,捕捉到异常时刻的机会便越大,越有利于诊断。

     

    传统的 Hotler 心电监测设备,因功耗原因,最长仅可连续进行 24 小时或七天的心电监测,时长有限且设备复杂,需要在患者身上贴大量电极片,让患者行动受限,十分不便。

     

                        

    越光医疗是一家移动医疗设备研发商,主要提供医疗智能设备、云端医用级医疗信息处理算法系统、移动管理交互应用软件等产品。越光医疗的长程动态心电记录仪,体积微小轻薄,使用方便,患者只需要将两指大小的设备贴在左胸即可,不影响患者日常生活,可在连续不间断地进行最长达 30 天的动态心电图记录。

    越光医疗不仅提供心电监控的医疗器械,还利用人工智能算法对心电数据做计算分析,辅助医生对全息数据进行查看和审核,出具诊断报告。

     

    越光医疗的设备可以连续记录 30 天心电数据,每个人每天的心跳总数超过 10 万次,一个病人 30 天的连续记录则的心跳超过 300 万次。从前,医生需要用肉眼观察数据,发现其中的异常。然而,面对光是如此海量的数据,医生人工看片太过耗时。何况,在部分病例中,30 天里可能只有 1 分钟、 2 分钟,甚至 9 秒的停博,无法快速识别诊断。若用机器辅助,就能大大节省医生的诊断时间。

     

    利用Serverless容器极速扩容,业务处理时间缩短90%


    动态心电记录仪会将数据记录在本地,待病人回医院复诊时上传,并在云上进行速率、形态等方面的大量技术及分析。此时便出现了数据上传和分析的波峰,大部分流量波峰出现在工作日上午,尤其是周一。

     

    越光医疗在 2014 年成立时便选择阿里云,随着容器潮流席卷便开始使用阿里云容器服务,基于容器技术的云原生架构,非常契合越光医疗弹性的流量需求。2019 年阿里云推出弹性容器实例(ECI, Elastic ContainerInstance),越光医疗便成为了种子用户。

     

    阿里云弹性容器实例 ECI 是 Serverless 免运维的容器基础设施,与 ASK(Alibaba Cloud Serverless Kubernetes)容器服务无缝集成,一起为客户提供高弹性、低成本、免运维的 Serverless 容器运行环境,免去用户对容器集群的运维和容量规划工作。

     

    通过阿里云 ASK on ECI 容器服务,越光医疗在短时间内开出多个运行在 ECI 上的数据传输任务处理暴增的业务请求,而后迅速释放,避免了资源闲置,节省了 50% 成本。

     

    早期,越光医疗使用一定量预定资源来处理上传与推理的任务,在高峰时长需要排队,如果消息很多无法处理,则需要新购机器手动扩容。

     

    越光医疗 CTO 邢文辉表示:“我们每次容器跑的时间很短,可能上传+推理只需要几分钟。从前,启动一台机器再部署容器,可能要 10 分钟,关闭还需要时间。用了 ECI ,计算资源迅速就绪,排队时间缩短了 10-20% ,加上原来为了节省成本我们用的是 CPU 处理数据,后来 ECI 支持 GPU 我们便得以用 GPU ,使得整体数据处理时间缩短了  90%  。还有,采用 Serverless 容器之后运维上也更加方便,不用管理底层 ECS 机器资产,原来可能需要管理操作系统和系统镜像,现在只需专注于业务应用的容器镜像。”

     

    云原生 AI 提升模型准确率,医生节省更多时间


    事关人命,心电数据分析对准确率要求非常高。想想,一个病人 30 天的连续记录则的心跳超过 300 万次。即使准确率高达 99% ,也会有 3 万次错误需要医生校正。机器的准确性与敏感性之间,却也有着微妙的平衡。

     

     

    越光医疗也在不断完善着自身模型。而训练人工智能模型需要大量的 GPU 算力,单独购置十分昂贵。此时,云上的大规模 GPU 算力便恰如其分,越光医疗还通过阿里云的GPU 竞价实例,大大降低了训练成本。

     

    阿里云的 GPU 竞价实例(又称 Spot 实例),价格根据需求量每小时动态调整,最低可达到按量付费的 10% ,适合短时(小于 1 小时)的 AI 推理和训练任务。

     

    原来,通过人工智能的辅助,越光医疗对心电数据分析的准确率(内部统计数据)可以达到 99.95% 。利用云上 GPU 算力,越光医疗进行了大量训练实验,大大优化了分析模型,减少了 80% 的错误,准确率从而提升到了 99.99% 。

     

    “我们是辅助分析,我们准确率越高,医生需要校正的时间就越少。也就实现了对医疗服务供给侧能力的提升”越光医疗 CEO 蒲亚川相信,随着人工智能与云计算技术发展,讲给医疗行业带来更大的便利与价值。

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