美教授用AI促進下肢治療 時間僅需一天

文/侯冠州

2017-06-23 14:57:17

▲美國華盛頓大學教授Duane Storti(左一)運用AI技術,讓下肢治療出現新突破。(圖/翻攝自華盛頓大學官網)
▲美國華盛頓大學教授Duane Storti(左一)運用AI技術,讓下肢治療出現新突破。(圖/翻攝自華盛頓大學官網)
人體是由206塊骨頭組成,光是足部的骨頭,就有20根。想一想,當進行下肢骨骼治療的時候,光研究這20跟骨頭相互配合運作,以找出病症,就得花費多少時間?而美國華盛頓大學教授Duane Storti突破了這個困境,運用人工智慧(AI),大幅縮短資料運算時間,從一周半縮減成一天。
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▲美國華盛頓大學教授Duane Storti。(影片/取自Youtube,若遭移除敬請見諒。)
足骨治療的臨床實驗需要大量患者比對最適合其症狀的療法,不過要是得花不少時間來處理病患的影像資料,就會更晚才能獲得最佳配對結果。參與患者人數不足的情況下,會導致臨床實驗無法進行。
這些骨頭為行走而生,Storti說。但是,在治療下肢足骨時,往往不是只看一根骨頭,而是全部,20根。為此,Storti與退伍軍人桑德健康照護系統的預防失去肢體與義肢工程設計中心合作,研究人類行走時構成足部的20根骨頭是如何相互配合運作。
足部的骨頭有20根,每根都要在100個不同的設定裡進行掃描,再建立影像,直到最後拿到合理的配對結果,那時也會產生出由數百張照片組成的影片。Storti說明。
而這種記錄一整組的行走資料得花上一週半的時間,在進行研究時,需要數十名患者的配合,以評估各種治療方式,而醫師則通常會比較兩到三種可能的治療方式,但在處理資料上,十分曠日費時。
這讓Storti傷透腦筋。為此,他決定運用AI技術,與研究團隊靠著速度更快的 GPU來追蹤和掃描患者下肢,改變了這個局面。這對評估治療方式有著極高重要性,有助於大幅增加影像還原過程。
研究團隊使用2D和3D的X光影像,研究足部每根骨頭的形狀,瞭解行走時骨頭是如何配合運動。他們希望藉由這項新方法讓醫師更有效地比較退伍軍人下肢治療方法。
Storti 表示,將骨頭形狀配合X光影像得用上大量數學運算,我們使用強大的 GPU來增進所需的運算能力,在合理的時間量裡完成這些數學運算作業。
同時,Storti採用CUDA架構,將資料運算時間從一週半減少到一天,而能順利在臨床上研究治療方法。
人工智慧推動了各個產業的發展面貌,Storti說,雖然目前他的研究和新的演算法是用在研究足疾治療方式上,但期望自己的研究成果有助於日後研究膝蓋和脊椎等其他肢體疾病。
「要將CUDA規模的平行運算能力用在(醫療產業),不必得有一座國家級的實驗室,有部夠水準的筆記型電腦,就能做出有意義的事情。」Storti說。原文詳見:http://www.limitlessiq.com/
【本文經智慧機器人網同意授權刊出】

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