跳到内容
    logo-janssen-white

    以10倍的速度开发深度学习模型为癌症提供精准医疗

    2020年10月6日,来自强生旗下Janssen Pharmaceuticals的数据科学家Peter Shen介绍了“组织病理学中基于计算机视觉的深度学习模型的多gpu机器在NVIDIA GPU技术会议(GTC)上。加入Peter的是Domino数据实验室现场数据科学家Katherine Shakman。这篇文章提供了他们谈话的亮点,以及完整的会话记录的链接。

    188金宝慱亚洲体育网址杨森的数据科学

    Janssen是强生公司的制药部门,强生是跨国医疗保健行业的领导者。该公司利用免疫学、成分化学和生物学的计算数据科学研究来开发新药188金宝慱亚洲体育网址、优化临床试验和自动化诊断技术。

    通过与Domino和NVIDIA的合作,Janssen已经加快了深度学习模型的训练,在某些情况下,可以以十倍的速度,通过整张幻灯片的图像分析来更快、更准确地诊断和表征癌细胞。这是该公司努力提供精准医疗的关键一步。根据早期的结果,Peter预计,一旦部署到临床环境中,一个模型将增加4倍的患者数量,这些患者可以被筛选为阳性,符合临床试验的资格。

    会议总结

    人工智能可以改变医疗保健,为研究人员提供新的见解,以发现新的治疗方法,并为患者提供精准医疗。但这样做需要分析大量数据集的能力。在他的演讲中,Peter深入探讨了Janssen如何使用深度学习来分析活检和手术标本的整片图像(称为组织病理学图像)。每张图像的大小通常在2g到5g之间,大多数临床试验会生成数千张这样的图像。彼得说,大型临床试验可以生成多达10万张图像。

    通过训练深度学习模型,在这些图像的细胞水平上区分患者之间的差异,研究人员可以更好地识别适合治疗目标和临床试验资格的患者,或预测患者对给定治疗的潜在反应。

    如果我们能将这个模型应用到临床试验中,我们就能在临床试验中筛选出符合条件的阳性患者数量上增加4倍。

    彼得·沈,杨森制药的数据科学家

    为了支持这项工作,Janssen为深度学习和分布式训练构建了一个统一的框架,使用Domino数据科学平台为数据科学家提供自助的基础设施访问各种工具、语言、数据集和可伸缩的计算,包括NVIDIA gpu,这对于在大型数据集上训练深度学习188金宝慱亚洲体育网址模型至关重要。188体育官网app下载在讨论中,Peter分享了Domino是如何帮助团队更快速地开发深度学习模型的,在某些情况下甚至可以快10倍。(当然,将这些模型投入生产需要数据科学、IT和业务领导者之间的紧密合作。188金宝慱亚洲体育网址Peter加入了易捷航空和188金宝慱亚洲体育网址PointRight的数据科学领导者,在他们的网络研讨会上专门讨论了该领域的挑战和最佳实践。”跨越过道。”)

    具体到统一框架,Peter强调了四个好处,包括:

    • 用不同的超参数并行运行多个实验.Peter说,在过去,在一台GPU机器上训练一个小数据集的模型可能需要9天的时间。对于大型数据集,这变得更具挑战性。在一个案例中,研究人员发现,由于内存限制和充分利用多gpu计算资源的挑战,训练卷积神经网络模型对图像进行分类甚至是不可实现的。188beat365体育
    • 复制的结果因此,研究人员可以将一组患者的结果转化为其他患者或其他环境。
    • 跟踪每个模型的指标,并将模型存储在一个集中的位置因此,他们可以分析模型是否正常工作,并确定正在使用的确切数据集。
    • 轻松地将模型集成到数据科学工作流中188金宝慱亚洲体育网址(换句话说,使研究可复制和可重用,以便它们可以跨多个业务用例使用)。对Peter来说,这包括减少使用只适用于一组实验的特别代码库,并确保模型是可解释和可解释的。

    我们建立了一个灵活的平台,它允许我们通过188体育官网app下载不同的模型训练进行迭代,并且以分布式的方式进行。

    彼得·沈,杨森制药的数据科学家

    Peter还举了三个例子来说明这种方法是如何帮助加速研究的:

    1. 将深度学习模型的训练时间减少10倍.例如,在一个案例中,当研究人员将模型训练扩展到6个gpu时,几乎实现了线性加速。在另一个例子中,他们通过实验不同的图像格式,将每个训练epoch的运行时间从两小时减少到两分钟。
    2. 优化模型能够在模型训练和验证中使用更多的图像。
    3. 更好地预测临床试验资格,合格患者增加4倍这是基于一次实验的结果得出的。“如果我们能够将这个模型部署到一个诊所,我们就能让在临床试验中被筛选为合格阳性的患者数量增加4倍。”有了这些结果,该团队正将其概念证明推进到下一个开发阶段,其中包括额外的验证和收集额外的数据,以创建一个非常健壮和可推广的模型,用于治疗资格预测,可以跨用例使用。

    对扬声器

    speaker-peter-shen在Janssen Pharmaceuticals任职期间,Peter Shen通过数据驱动的决策帮助新药物的研发。在加入Janssen之前,Peter是Dana-Farber癌症研究所的研究生研究员,曾担任Aimsio和Billion Health的产品经理,以及加拿大BC癌症机构和公共卫生局的生物信息学合作项目。

    speaker-katie-shakmanKatherine Shakman为不同行业的数据科学团队提供授权和支持。188金宝慱亚洲体育网址凯蒂的背景是健康数据科学和神经科学,她相信计算工具将改变我们与世188金宝慱亚洲体育网址界和彼此互动的方式,特别是在医疗保健和生命科学领域。她正在努力使这种转变有益于社会。在她的博士研究中,凯蒂利用神经成像和行为分析来研究调节昆虫注意力和记忆的神经回路之间的相互作用。她运用自己在实验设计、问题解决、项目管理、分析、机器学习、数据可视化和技术交流方面的技能,影响着技术的未来。

    要了解更多

    看网络研讨会”组织病理学中基于计算机视觉的深度学习模型的多gpu机器,以了解更多关于Janssen面临的关键技术挑战以及他们是如何应对这些挑战的。

    Baidu
    map