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数据、算力、智能,医疗卫生行业的数字技术尖兵

于洪涛 2023-05-09 阅读: 4,965 次

5月5日,世界卫生组织宣布,新冠疫情不再构成“国际关注的突发公共卫生事件”。这标志着近百年来医疗卫生领域最大事件的终结。不过,人们对于医疗卫生的重视程度,并未以此降低,反而因此大幅度提升。

在这一过程中,数字技术正在发挥越来越重要的作用。无论是药物研发、疾病诊治、健康监测,还是公共卫生,我们都能看到数据分析、云计算、人工智能等数字技术的应用。

在近日举行的亚马逊云科技医疗与生命科学行业峰会上,与会专家们分享了如何利用这些技术来应对行业发展的挑战。而亚马逊云科技服务全球头部企业以及400多家国内企业的经验,则可以提供借鉴。

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数据存储与分析,应该海量数据的挑战

我们都知道互联网行业是海量数据的创造者,实际上医疗与生命科学行业有过之无不及。

比如,每个CT的照片数据就达到30MB,一家综合医院每天仅CT的数据量就可能超过10GB。而基因更是数据杀手——《自然》杂志预估,到2025年,每年的基因数据增长将超过40EB。

如此大规模的数据,对行业从业者提出了严峻的挑战。为此,云服务商们推出了相应的数据存储和分析解决方案。

亚马逊云科技大中华区战略业务发展部总经理顾凡介绍说,在基因测序领域,亚马逊云科技提供了数据全生命周期管理解决方案, 包括数据上传、数据分析、数据共享和数据备份及存档,能够为基因分析不同阶段的生物信息学数据的存储、调用和分析提供更好的性价比和更高可用性。

这一解决方案将基因组学数据上传到Amazon S3中并进行管理;在分析和处理时直接从 Amazon S3 中读取并在分析后将结果存回;使用 Amazon S3的访问控制功能控制数据的访问权限;定期备份基因组学数据以确保数据安全,并将不再需要频繁访问的数据存档到 Amazon S3 Glacier 或 Amazon S3 Glacier Deep Archive 中以降低长期存储成本。

Amazon Omics则是亚马逊云科技新近推出的一项用于存储、分析和阐述基因组学、转录组学和其他组学数据的托管服务,能够兼顾具体应用场景下的智能存储与调度需求,帮助医疗行业用户更快速地进行基因分析研究,加速新药研发、疾病诊断和治疗的进展。

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强大算力支持,降低新药研发成本提高效率

我们都知道,新药研发是个费钱费力的事情。在国际上,新药的研发周期长达10-15年,研发费用超过26亿美元,而上市成功率不足10%。这在很大程度上与过往计算能力不足有关。

在发现新药的过程中,往往需要对数亿种化合物与疾病相关的蛋白质,进行能否结合的预测,每一次这样的运算经常需要数万到数十万核CPU的算力。在基因测序方面,人类基因中的碱基对高达30亿个组合,要从中找出变异,更是需要高性能计算在底层做支撑。

如今,在强大算力的之下,新药研发成本正在降低,效率则大大提高。在1990年,需要13年才能完成一个人的基因测序,现在一天就能测60个人,每个人的测序成本降到百万分之一。大规模的基因测序,则可以调用数万台虚拟服务器同时进行。

亚马逊云科技提供的基于高性能计算的人工智能新药研发服务解决方案,使研究人员能够在亚马逊云科技上组建数百万个vCPU的高性能计算平台,以开展数十亿蛋白质分子规模的药物发现研究。以十亿个分子的化合物分析为例,单核服务器需要475年,而在亚马逊云科技上只需要1天。

亚马逊云科技的“量子计算探索之药物发现方案”,则提供了一键部署的量子计算/经典计算混合架构,通过Amazon Braket量子计算平台调用量子计算资源进行实验,为量子计算在药物发现方面的应用探索新思路。

晶泰科技是全球领先的智能化自动化驱动的药物研发科技公司。其计算调度平台构建在亚马逊云科技之上,每年可以节省大量的运营成本,并业务对资源和成本的要求,达到极佳的计算性价比。

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AI为驱动,改变传统诊疗与研发模式

对于医疗与生命科学行业来说,算力提升带来的可能还是量上的改变,而AI带来的则是质的变革。

我们能够看到市场上出现了一批以AI为驱动的生物医药公司。英矽智能就是其中的典型代表,利用亚马逊云科技构建了靶点识别、分子设计平台、和临床试验结果预测平台。其全球首款完全由AI驱动研发的治疗肺纤维化的药物,只花费了260万美元,历时半年,大大低于行业整体水平。

亚马逊云科技大中华区医疗及生命科学行业总监黄庆春介绍说,人工智能辅助药物发现AIDD(AI DrugDesign)被称为干实验,即用计算机做实验,可以改善湿实验的成本和进程。干实验和湿实验相结合,正在成为药物研发的主流方式。

今年以来大火的生成式AI,也正在诊疗等领域得到应用。前不久,飞利浦医疗宣布与亚马逊云科技合作,将飞利浦医学影像系统Philips HealthSuite Imaging部署在云端,并且使用Amazon Bedrock快速开发生成式人工智能应用程序,如医护人员的语音识别,同时生成专业诊断信息,降低模型开发成本。

Amazon Bedrock正是亚马逊云科技新近推出的生成式AI服务之一,可以基于预训练LLM基础模型构建和扩展AIGC应用。此外,亚马逊云科技还发布了两个Amazon Titan生成式大语言模型,一款可以实时生成代码建议的AI编程助手Amazon CodeWhisperer,以及用于大模型训练和推理的Amazon EC2 Trn1n实例和Inf2实例。


除了面向医疗和生命科学行业推出相应的产品和解决方案,亚马逊云科技也在积极推动行业数字化创新生态的建设。

在医疗资源密集的上海市徐汇区,与当地相关部门合作建设的上海亚马逊云科技生命健康数字化赋能中心已于2022年10月投入运营,通过卓越展示中心、协同服务云平台、行业俱乐部、全球合作计划四个方面为生命健康企业赋能。

亚马逊云科技的“云创计划”,也在面对300多家医疗和生命健康行业的初创企业提供服务,提供起步云资源和技术服务,扶持他们的数字化创新,以帮助他们实现高速成长。

于洪涛
科技智库领域优质创作者

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