PowerEdge: Laajan syväoppimisen ottaminen käyttöön lääkinnällisessä kuvannuksessa
Summary: HPC, suurteholaskenta, suurteholaskenta ja AI Innovation Lab, NIVIDIA Clara Toolkit, tekoäly, lääketieteellinen kuvantaminen
Instructions
Kuvausrivi:
Uuden NVIDIA Clara AI Toolkit -työkalun avulla kehittäjät voivat rakentaa ja ottaa käyttöön lääketieteellisiä kuvantamissovelluksia, joilla voidaan luoda älykkäitä instrumentteja ja automatisoituja terveydenhuollon työnkulkuja.
Nykypäivän sairaaloissa lääketieteelliset kuvantamisteknikot kilpailevat pysyäkseen työmäärien tahdissa, jotka johtuvat CT-skannausten, MRI-skannausten ja muiden diagnostisissa prosesseissa käytettävien kuvantamisten kasvavasta käytöstä. Suuressa sairaalajärjestelmässä suhteellisen pieni määrä teknikkoja saattaa nyt joutua satojen tai jopa tuhansien skannausten kohteeksi yhden päivän aikana. Pysyäkseen volyymin tasalla nämä ylityöllistetyt teknikot tarvitsevat työkaluja, jotka auttavat monimutkaisten kuvien analysoinnissa, vaikeasti havaittavien poikkeavuuksien tunnistamisessa ja sairauden indikaattoreiden havaitsemisessa.
Lääketieteelliset laitokset odottavat yhä enemmän tekoälyä vastaamaan näihin tarpeisiin. Syväoppimistekniikoiden avulla tekoälyjärjestelmät voidaan nyt kouluttaa toimimaan digitaalisina avustajina, jotka ottavat vastaan osan lääketieteellisen kuvantamisen työnkulkujen raskaasta työstä. Kyse ei ole tekoälyn käyttämisestä koulutettujen ammattilaisten korvaamiseen. Kyse on tekoälyn käyttämisestä työnkulkujen virtaviivaistamiseen, tehokkuuden lisäämiseen ja kulkueiden auttamiseen tunnistamaan tapaukset, jotka vaativat heidän välitöntä huomiotaan. Sairaaloiden IT-osaston on laadittava strategioita, jotta infrastruktuuri on AI-valmis. NVIDIA ja American College of Radiology ovat tehneet yhteistyötä, jotta tuhannet radiologit voivat luoda ja käyttää tekoälyä omissa tiloissaan omien tietojensa avulla tuhansien sairaaloiden laajassa verkostossa.
Yksi näistä tekoälypohjaisista työkaluista on NVIDIA Clara AI, avoin, skaalautuva tietojenkäsittelyalusta, joka mahdollistaa lääketieteellisten kuvantamissovellusten kehittämisen hybridilaskentaympäristöihin (sulautetut, paikalliset tai pilvi) ympäristöihin. NVIDIA Clara AI -ohjelmiston avulla sairaalat voivat luoda älykkäitä instrumentteja ja automatisoituja terveydenhuollon työnkulkuja.
Clara AI -työkalupakki
NVIDIA auttaa organisaatioita hyödyntämään Clara AI:tä tarjoamalla Clara Deploy SDK:
Clara AI -säilöt sisältävät GPU-kiihdytettyjä kirjastoja laskentaa, grafiikkaa ja tekoälyä varten. esimerkkisovellukset kuvankäsittelyyn ja renderointiin; ja laskennalliset työnkulut CT-, MRI- ja ultraäänitiedoille. Nämä ominaisuudet hyödyntävät Dockeria ja Kubernetesia lääketieteellisten kuvien työnkulkujen järjestämiseen ja yhteyden muodostamiseen PACS-järjestelmiin (kuvien arkistointi- ja viestintäjärjestelmiin) tai lääketieteellisten instrumenttien sovellusten skaalaamiseen.
Kuva 1. Clara AI Toolkit -arkkitehtuuri
Clara AI Toolkit madaltaa tekoälyn käyttöönoton esteitä lääketieteellisen kuvantamisen työnkuluissa. Clara AI Deploy SDK sisältää:
- DICOM-sovittimen tiedonsiirtorajapinta kommunikoimaan sairaalan PAC-järjestelmän kanssa
- Ydinpalvelut työnkulun käyttöönoton ja kehittämisen resurssien orkestrointiin ja hallintaan
- Viittaa AI-sovelluksiin, joita voidaan käyttää sellaisenaan käyttäjän määrittämän datan kanssa tai joita voidaan muokata käyttäjän määrittämillä tekoälyalgoritmeilla
- Visualisointiominaisuudet edistymisen seuraamiseksi ja tulosten tarkastelemiseksi
Toolkitin palvelinalustat
Organisaatioille, jotka haluavat hyödyntää NVIDIA Clara AI:tä, Dell EMC tarjoaa vankat, GPU-kiihdytetyt palvelinalustat, jotka tukevat Clara AI Toolkitiä – Dell EMC PowerEdge™ R740xd -kehikkopalvelinta ja Dell EMC PowerEdge™ C4140 -kehikkopalvelinta.
PowerEdge R740xd -palvelin tarjoaa tasapainon tallennuksen, skaalautuvuuden ja suorituskyvyn välillä. NVMe-asemia ja NVIDIA-grafiikkasuorittimia tukeva kaksikantainen 2U-alusta on valmis Claran tekoälyn ja lääketieteellisen kuvantamisen työkuormien vaatimuksiin. PowerEdge C4140 on puolestaan kiihdytinoptimoitu 1U-kehikkopalvelin, joka on suunniteltu vaativimpiinkin kuormituksiin. Neljän grafiikkasuorittimen tuen ansiosta tämä erittäin tiheä kaksikantainen palvelin on suunniteltu vastaamaan kognitiivisten kuormitusten, kuten tekoälyn, koneoppimisen ja syväoppimisen, haasteisiin.
Dell EMC:n HPC- ja tekoälyinnovaatiolaboratoriossa käytimme Clara AI Toolkitiä elinten CT-segmentoinnin ja maksan CT-segmentoinnin kanssa grafiikkasuoritinkiihdytetyissä palvelimissamme, joissa on Red Hat Enterprise Linux. Näitä testejä varten keräsimme vatsan CT-skannaustietoja, sarjan 2D-lääketieteellisiä kuvia, NIH: n syöpäkuva-arkistosta https://www.cancerimagingarchive.net/
Seuraavaksi työnkulku voi käyttää näitä segmentoituja elimiä syötteenä mahdollisten poikkeavuuksien tunnistamiseksi. Kun analyysi on valmis, järjestelmä luo sekä MetaIO-huomautetun 3D-äänenvoimakkuuden renderöinnin, jota voidaan tarkastella Clara Render Server -palvelimessa, että DICOM-tiedostoja, joita voidaan verrata rinnakkain lääketieteellisten kuvankatseluohjelmien, kuten ORTHANC: n tai Oviyam2: n, kanssa. Clara AI Toolkitin työkalut tarjoavat varaslähdön käytettäväksi lääketieteellisissä kuvantamisympäristöissä, joissa halutaan hyödyntää tekoälyn tehoa.
Kuva 2: Oviyam2 Viewer, joka esittelee rinnakkaisnäkymää Clara AI Processingista verrattuna alkuperäisiin CT-skannauksiin
Clara AI työssään
Vaikka Clara AI on suhteellisen uusi tarjous, se lanseerattiin maaliskuussa, ja se on yleisesti saatavilla kesäkuussa, alusta on jo käytössä joissakin suurissa lääketieteellisissä laitoksissa, kuten Ohion osavaltion yliopistossa, kansallisissa terveyslaitoksissa ja Kalifornian yliopistossa San Franciscossa NVIDIA: n mukaan.
National Institutes of Health Clinical Center ja NVIDIA: n tutkijat käyttivät Clara AI: tä kehittääkseen verkkotunnuksen yleistysmenetelmän eturauhasen segmentoimiseksi ympäröivästä kudoksesta MRI: ssä. NVIDIA-blogissa
Kuten nämä varhaiset käyttöönottajat ovat osoittaneet, NVIDIA Clara AI on alusta, joka voi tuoda paljon arvoa organisaatioille, jotka haluavat hyödyntää tekoälyä laajamittaisen syväoppimisen mahdollistamiseksi lääketieteellisessä kuvantamisessa.
Kuva 3: Clara AI Toolkitin tunnistamat segmentoidun maksan sairaudet
Lisätietoja:
Voit tutustua NVIDIA Claran ominaisuuksiin tarkemmin seuraavissa linkeissä:
- Clara AI Toolkit -lataussivu:
- Teknisen kehittäjän blogi:
- Kehittäjän uutiset:
- NVIDIA Clara -alusta:
Additional Information
Artikkelin kirjoittaneet John Lockman ja Rakshith Vasudev Dell-tiimistä Dell EMC:n HPC- ja tekoälyinnovaatiolaboratoriossa heinäkuussa 2019