为了为其约30%的人口提供高质量的医疗服务，日本正在推进支持几乎每个医疗保健方面的主权AI计划。这些AI工具经过特定国家数据和本地计算基础设施的训练，增强了日本临床医生和研究人员的能力，使他们能够在预计明年出现近50万名医疗工作者短缺的情况下更好地照顾患者。
日本医疗保健领域的领导者在AI加速药物发现、基因组医学、医疗成像和机器人技术方面取得的技术突破部署，将在11月13日至14日在东京举行的NVIDIA AI峰会日本站上进行展示。这些应用由NVIDIA AI计算平台（如东京-1 NVIDIA DGX超级计算机）提供支持，使用了特定领域的平台，如用于药物发现的NVIDIA BioNeMo、用于医疗成像的NVIDIA MONAI、用于基因组学的NVIDIA Parabricks和用于医疗机器人的NVIDIA Holoscan。
药物发现AI工厂深化理解、准确性和速度
NVIDIA通过NVIDIA BioNeMo支持日本制药市场——全球三大市场之一——这是一个端到端的平台，使药物发现研究人员能够开发和部署从生物分子数据生成生物智能的AI模型。BioNeMo包括一个可定制的模块化编程框架和NVIDIA NIM微服务，用于优化AI推理。新模型包括AlphaFold2（从氨基酸序列预测蛋白质的3D结构）、DiffDock（预测与蛋白质相互作用的分子的3D结构）和RFdiffusion（设计可能与目标分子结合的新蛋白质结构）。
该平台还提供了BioNeMo Blueprints，这是一系列可定制的参考AI工作流目录，帮助开发者将生物分子AI模型扩展到企业级应用。AlphaFold2的NIM微服务现在集成了MMSeqs2-GPU，这是一种进化信息检索工具，将传统的AlphaFold2管道加速了5倍。这一集成由首尔国立大学、美因茨约翰内斯·古腾堡大学和NVIDIA的研究人员领导，使得蛋白质结构预测时间从40分钟缩短到8分钟。
在AI峰会日本站上，TetraScience宣布与NVIDIA合作，工业化生产科学AI用例，以加速和改进生命科学价值链中的工作流程。例如，选择用于生产生物疗法（如疫苗和单克隆抗体）的最佳细胞系是一个关键但耗时的步骤。TetraScience的新Lead Clone Assistant使用BioNeMo工具，包括用于细胞分割的NVIDIA VISTA-2D基础模型和用于基因表达分析的Geneformer模型，将领先克隆选择的时间从数周缩短到数小时。
位于东京的安斯泰来制药公司使用BioNeMo生物分子AI模型（如ESM-1nv、ESM-2nv和DNABERT）加速生物制品研究。其AI模型用于生成新的分子结构，预测这些分子如何与目标蛋白结合，并优化它们更有效地与目标蛋白结合。通过使用BioNeMo框架，安斯泰来将化学分子生成加速了30多倍。该公司计划使用BioNeMo NIM微服务进一步推进其工作。
日本制药公司和研究机构推进药物研发
安斯泰来、第一三共和小野制药等领先的日本制药公司利用与Xeureka合作构建的NVIDIA DGX AI超级计算机系统东京-1，建立用于药物发现的AI模型。Xeureka使用东京-1加速AI模型开发和分子模拟。Xeureka还使用NVIDIA H100 Tensor Core GPU探索机密计算的应用，以增强制药公司在保护专有数据集的同时进行大规模AI模型训练的能力。
为了进一步支持疾病和精准医疗研究，日本各地的基因组学研究人员采用了NVIDIA Parabricks软件套件，以加速DNA和RNA数据的二级分析。其中，东京大学人类基因组中心是政府主导的全基因组项目的主要学术机构，该项目专注于癌症研究。该计划将帮助研究人员识别日本人口特有的基因变异，并支持精准治疗的发展。基因组中心还在探索Giraffe的使用，这是通过Parabricks v4.4提供的一个工具，使研究人员能够将基因组序列映射到泛基因组，即代表多样化人群的参考基因组。
AI扫描仪和内窥镜赋予放射科医生和外科医生实时超能力
日本的医疗创新者正在构建AI增强系统，以支持放射科医生和外科医生。富士胶片与NVIDIA合作开发了一款AI应用程序，帮助外科医生更高效地进行手术。该应用程序使用基于NVIDIA DGX系统的AI模型，将CT图像转换为3D模拟，以支持手术。
最近，奥林巴斯与NVIDIA和电信公司NTT合作，展示了如何通过云连接的内窥镜高效运行图像处理和AI应用程序。这些内窥镜配备了NVIDIA Jetson Orin模块用于边缘计算，并通过NTT通信平台的IOWN全光网络连接到云端服务器，该网络引入了基于光子技术的网络，以实现更低的功耗、更大的容量和更低的延迟。
NVIDIA还通过Holoscan支持日本的实时AI驱动机器人系统，用于放射学和外科手术。Holoscan是一个传感器处理平台，简化了实时洞察的AI模型和应用程序开发。Holoscan包括一系列用于内窥镜和超声波分析等应用的AI参考工作流目录。昭和大学的一位神经外科医生采用Holoscan和NVIDIA IGX平台进行工业级边缘AI，开发了一种手术显微镜应用程序，该程序使用AI将手术内窥镜拍摄的视频实时转换为3D图像。通过访问3D重建，外科医生可以更容易地定位脑部肿瘤和关键结构，提高手术效率。
日本的手术AI公司，如AI Medical Service (AIM)、Anaut、iMed Technologies和Jmees，正在研究使用Holoscan为内窥镜医生和外科医生提供诊断支持的应用程序。这些应用程序可以在实时检测解剖结构（如器官），减少受伤风险，识别胃肠道癌症和脑出血等疾病，并提供即时见解，帮助医生准备和进行手术。
通过数字健康代理扩大医疗保健规模
老年人患有慢性病的比例较高，且使用医疗服务最多，因此为了跟上老龄化人口的需求，日本公司处于开发数字健康系统以增强患者护理的前沿。富士胶片推出了NURA，一组配备AI增强医学检查的健康筛查中心，旨在帮助医生更快地进行癌症和慢性病检查，并降低CT扫描的辐射剂量。
该工具使用NVIDIA DGX系统开发，集成了大型语言模型，可以创建医学图像的文本摘要。AI模型在NVIDIA RTX GPU上运行推理。富士胶片还在评估MONAI、NeMo和NIM微服务的使用。
欲了解更多关于NVIDIA与日本医疗生态系统合作的信息，请观看NVIDIA AI峰会按需播放的由公司医疗保健副总裁Kimberly Powell主持的会议。
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