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KI-gestützte Innovationen für medizintechnische Geräte
Big Data, maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (KI) haben es Forschern in der Medizintechnik ermöglicht, durch die Analyse großer Mengen von Patientendaten tiefere Einblicke zu gewinnen. Welche Potenziale zeigt die KI-Inferenz bereits jetzt?
Diese Erkenntnisse helfen Ärzten, bessere Entscheidungen zu treffen, genauere Diagnosen zu stellen und Patienten mit weniger Nebenwirkungen zu behandeln.
In Verbindung mit Live-Patientendaten kann die KI vorab trainierte Modelle sofort verarbeiten und analysieren. Diese sogenannte KI-Inferenz eröffnet den Herstellern medizintechnischer Geräte neue Möglichkeiten, innovative und bahnbrechende Innovationen zu entwickeln, die dazu beitragen, die Zukunft des Gesundheitswesens zu gestalten.
Zeit spielt eine große Rolle
Eine solch hoffnungsvolle Zukunft für die Medizinbranche ist näher, als wir vielleicht denken, denn die KI bringt der Branche bereits jetzt weltweit Vorteile. Zahlreiche Akteure haben ein Ökosystem für medizintechnische KI und GPUs aufgebaut, und das KI-Schwergewicht NVIDIA gehört zu den Spitzenreitern.
Mit der Unterstützung des Inception-Projekts von NVIDIA konnte Lunit, ein südkoreanisches Start-up für medizinische Bildgebung, ein KI-basiertes System entwickeln, das in der Lage ist, Lungenentzündungen bei Corona-Patienten innerhalb von Sekunden zu erkennen. Das Unternehmen erklärte, der Vorteil der KI in dieser Anwendung sei ihre Fähigkeit, riesige Datenmengen zu verarbeiten und Muster zu erkennen, was auf andere Weise nicht machbar wäre – sowohl im Hinblick auf den Zeitaufwand als auch auf die benötigten Fachkräfte.
Ein weiteres Inception-Mitglied, das in Australien ansässige Start-up EMVision, konnte mit Hilfe der Jetson-Edge-KI-Plattform und der DGX-Systeme von NVIDIA ein leichtes Gerät zum Scannen des Gehirns entwickeln. Der tragbare Scanner – geeignet für den Einsatz am Point-of-Care und in Krankenwagen – ist in der Lage, einen Schlaganfall innerhalb von Minuten zu diagnostizieren. Dies ist entscheidend, da ein durchschnittlicher Schlaganfallpatient in jeder Minute, in der der Zustand unbehandelt bleibt, fast zwei Millionen Neuronen verliert. Zeit ist in solchen Situationen von enormer Bedeutung. Das helmähnliche Gerät von EMVision basiert auf elektromagnetischer Bildgebung und nutzt NVIDIA-gestützte KI, um innerhalb kürzester Zeit zwischen ischämischen und hämorrhagischen Schlaganfällen (Gerinnsel und Blutungen) zu unterscheiden.
Inferenz einbringen
Wie das Beispiel EMVision zeigt, ermöglicht die Integration von KI eine bessere Patientenversorgung als je zuvor. Die Herausforderung für Hersteller medizintechnischer Geräte besteht darin, komplexe KI-Modelle, die auf Serverfarmen in Rechenzentren getestet und verfeinert wurden, in vergleichsweise kompakte Geräte einzubinden. NVIDIA unterstützt dies mit seiner Jetson-Plattform, die für Embedded-KI optimiert ist.
Advantech, einer der wichtigsten Ökosystempartner von NVIDIA, entwickelt eine Reihe von Standard- und kundenspezifischen Embedded-Computing-Lösungen auf Basis der Jetson-Architektur.
Die Hochleistungs-Edge-KI-Box-Computer AIR-030, die auf NVIDIAs neuestem Jetson AGX Orin basieren, sind beispielsweise in der Lage, leistungsstarkes KI-Inferencing für energieeffiziente intelligente Maschinen zu liefern. Dieses System umfasst verschiedene I/O-Optionen, wie z. B. CAN-Bus für Bewegungs- und andere Steuerungen, LAN mit optionalem PoE für Kameraeingang und DI/O für Sensoren/Aktuatoren. Die Serie AIR-030 eignet sich für Echtzeit-Videoanalysen und KI-Robotik Anwendungen und ermöglicht es KI-Entwicklern, die Leistungsfähigkeit durch 10GE für schnelle Netzwerke zu steigern. Schließlich wird der AIR-030 mit einem NVIDIA JetPack 5.0 Software-Entwicklungskit (SDK) geliefert, um den Aufwand für Entwickler zu minimieren. Das Advantech-Paket „DeviceOn for Edge AI“ bietet Bereitstellungs-, Fernverwaltungs- und Update-Funktionen und ermöglicht auf NVIDIA-Plattformen, KI-Inferenzmodellen in Bare-Metal- und Docker-Umgebungen zu aktualisieren. Durch die Fernüberwachung KI-bezogener Leistungsindikatoren, wie z. B. Durchsatzniveaus, lassen sich aussagekräftige Erkenntnisse gewinnen.
Kundenspezifische KI-Systeme
DMS (Design and Manufacturing Services) von Advantech hat maßgeschneiderte KI-Lösungen für den Einsatz im medizinischen Bereich entwickelt – von der Anpassung bestehender Standardprodukte bis hin zu kundenspezifisch entwickelten Boards und Systemen. Mit speziellen Entwicklungsressourcen und umfassender Erfahrung im Design von Computersystemen für medizintechnische Umgebungen baut Advantech DMS auf einer soliden Grundlage auf, um die Vorteile neuester KI-Technik zu nutzen. Ganz gleich, ob Kunden Inferenzlösungen mit effizienten Jetson-Plattformen, Integration mit FPGA-Bausteinen oder skalierbare Highend-Workstations benötigen, die Serverprozessoren mit einem oder mehreren GPU-Beschleunigern kombinieren – die Entwickler von Advantech wissen, wie man diese Plattformen nach medizintechnischen Standards entwickelt, verifiziert, validiert und zertifiziert. Der Prozess umfasst ein fertigungs- und qualitätsorientiertes Design ab der Konzeptphase, wobei die Entwickler aktiv in die Fertigung und das Lebenszyklusmanagement mit einbezogen werden.
Um die Machbarkeit von KI-Inferenz im Gesundheitswesen zu demonstrieren, hat das DMS-Team von Advantech einen Edge-KI-Box-PC für medizinische Zwecke entwickelt, der auf NVIDIA-Technik basiert. Durch die Integration von bis zu 384 Hochleistungs-GPU-Cores mit einer hochleistungsfähigen CPU und einem großen Speicher-Subsystem bietet der PC eine hohe Verarbeitungskapazität für verschiedenste Arbeitslasten wie Bildverarbeitung und schnelle Datenverarbeitung in der Video-Endoskopie, Computertomographie (CT) oder Fluoreszenz-Tomographie – und das bei gleichzeitig hervorragender Energieeffizienz.
Embedded-IoT-Plattformen
Als erfolgreicher Partner für Hersteller medizintechnischer Geräte und mit hohen Investitionen in Spitzentechnologie sowie Entwicklungsressourcen für kundenspezifische Geräte ermöglicht Advantech OEMs, innovative, bahnbrechende medizintechnische Lösungen auf der Grundlage von NVIDIAs KI-Technik mit geringem Risiko, minimalen Kosten und schneller Markteinführung bereitzustellen. Mit einem solchen Beitrag zum medizintechnischen KI-Ökosystem unterstützt Advantech mit seiner Mission, „einen intelligenten, nachhaltigen Planeten zu schaffen“, den Gesundheitssektor dabei, Innovationen aus der Forschung in fortschrittliche Produkte für die diagnostische Bildgebung, Therapie, Robotik und Patientenüberwachung zu integrieren. Dies wird dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit der KI in neue Bereiche wie Endoskopie, Radiologie und Chirurgie in intelligente Krankenhäuser der Zukunft einzubringen.
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Kontaktieren Sie uns unter 00800 2426 8081 oder EloT.Medical@advantech.eu |
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