PowerEdge: Wprowadzanie głębokiego uczenia na dużą skalę w obrazowaniu medycznym
Summary: HPC, HPC, HPC, and AI Innovation Lab, NIVIDIA Clara Toolkit, sztuczna inteligencja, obrazowanie medyczne
Instructions
Wiersz opisu:
Nowy zestaw narzędzi NVIDIA Clara AI Toolkit umożliwia programistom tworzenie i wdrażanie aplikacji do obrazowania medycznego w celu tworzenia inteligentnych instrumentów i zautomatyzowanych przepływów pracy w opiece zdrowotnej.
W dzisiejszych szpitalach technicy obrazowania medycznego ścigają się, aby nadążyć za obciążeniami wynikającymi z rosnącego wykorzystania tomografii komputerowej, rezonansu magnetycznego i innych obrazów wykorzystywanych w procesach diagnostycznych. W dużym systemie szpitalnym stosunkowo niewielka liczba techników może być teraz narażona na setki, a nawet tysiące skanów w ciągu jednego dnia. Aby nadążyć za objętością, ci przepracowani technicy potrzebują narzędzi, które pomogą w procesie analizy złożonych obrazów, identyfikowania trudnych do wykrycia nieprawidłowości i wykrywania wskaźników choroby.
Coraz częściej instytucje medyczne poszukują sztucznej inteligencji, aby zaspokoić te potrzeby. Dzięki technologiom głębokiego uczenia systemy sztucznej inteligencji można teraz wyszkolić, aby służyły jako asystenci cyfrowi, którzy przejmują część ciężkiej pracy związanej z przepływami pracy związanymi z obrazowaniem medycznym. Nie chodzi tu o wykorzystanie sztucznej inteligencji do zastąpienia wyszkolonych specjalistów. Chodzi o wykorzystanie sztucznej inteligencji do usprawnienia przepływów pracy, zwiększenia wydajności i pomocy procesjonistom w identyfikacji spraw, które wymagają ich natychmiastowej uwagi. Dział IT szpitala musi opracować strategię, aby infrastruktura była gotowa na sztuczną inteligencję. Firma NVIDIA i American College of Radiology nawiązały współpracę, aby umożliwić tysiącom radiologów tworzenie i wykorzystywanie sztucznej inteligencji w ich własnych placówkach, w oparciu o ich własne dane, w rozległej sieci tysięcy szpitali.
Jednym z takich zestawów narzędzi opartych na sztucznej inteligencji jest NVIDIA Clara AI, otwarta, skalowalna platforma obliczeniowa, która umożliwia tworzenie aplikacji do obrazowania medycznego w hybrydowych (wbudowanych, lokalnych lub chmurowych) środowiskach obliczeniowych. Dzięki funkcjom sztucznej inteligencji NVIDIA Clara szpitale mogą tworzyć inteligentne urządzenia i automatyzować przepływy pracy w sektorze opieki zdrowotnej.
Zestaw narzędzi Clara AI
Aby pomóc organizacjom we wdrożeniu sztucznej inteligencji Clara, firma NVIDIA oferuje pakiet Clara Deploy SDK
Kontenery Clara AI obejmują akcelerowane przez GPU biblioteki do obliczeń, grafiki i sztucznej inteligencji; przykładowe zastosowania do przetwarzania i renderowania obrazów; oraz obliczeniowe przepływy pracy dla danych z tomografii komputerowej, rezonansu magnetycznego i ultrasonografii. Funkcje te wykorzystują platformy Docker i Kubernetes do organizowania przepływów pracy związanych z obrazami medycznymi oraz łączenia się z systemami PACS (systemy archiwizacji i komunikacji obrazów) lub skalowania aplikacji instrumentów medycznych.
Rysunek 1. Architektura Clara AI Toolkit
Zestaw narzędzi Clara AI Toolkit obniża bariery w stosowaniu sztucznej inteligencji w przepływach pracy związanych z obrazowaniem medycznym. Clara AI Deploy SDK zawiera:
- Interfejs pozyskiwania danych adaptera DICOM do komunikacji ze szpitalnym systemem PAC
- Podstawowe usługi w zakresie orkiestracji zasobów i zarządzania nimi na potrzeby wdrażania i opracowywania przepływów pracy
- Referencyjne aplikacje sztucznej inteligencji, które mogą być używane w niezmienionej postaci z danymi zdefiniowanymi przez użytkownika lub mogą być modyfikowane za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji zdefiniowanych przez użytkownika
- Możliwości wizualizacji umożliwiające monitorowanie postępu i wyświetlanie wyników
Platformy serwerowe dla zestawu narzędzi
Organizacjom, które chcą wykorzystać sztuczną inteligencję NVIDIA Clara, firma Dell EMC oferuje solidne, akcelerowane przez procesory GPU platformy serwerowe, które obsługują zestaw narzędzi Clara AI Toolkit — serwer Dell EMC PowerEdge™ R740xd montowany w szafie serwerowej i serwer Dell EMC PowerEdge™ C4140 montowany w szafie serwerowej.
Serwer PowerEdge R740xd zapewnia równowagę między skalowalnością i wydajnością pamięci masowej. Dzięki obsłudze dysków NVMe i procesorów graficznych NVIDIA ta dwuprocesorowa platforma 2 U jest gotowa sprostać wymaganiom Clara AI i obciążeń roboczych związanych z obrazowaniem medycznym. Z kolei serwer PowerEdge C4140 to zoptymalizowany pod kątem akceleratora serwer o wysokości 1U montowany w szafie serwerowej, zaprojektowany z myślą o najbardziej wymagających obciążeniach roboczych. Dzięki obsłudze czterech procesorów graficznych ten dwugniazdowy serwer o dużej gęstości został stworzony z myślą o wyzwaniach związanych z kognitywnymi obciążeniami roboczymi, w tym sztuczną inteligencją, uczeniem maszynowym i głębokim uczeniem.
W laboratorium innowacji HPC i AI w firmie Dell EMC zastosowaliśmy zestaw narzędzi Clara AI Toolkit z segmentacją narządów tomografii komputerowej i segmentacją wątroby przy użyciu tomografii komputerowej na naszych serwerach z akceleracją GPU z systemem Red Hat Enterprise Linux. Na potrzeby tych testów zebraliśmy dane z tomografii komputerowej jamy brzusznej, serię obrazów medycznych 2D, z NIH Cancer Image Archive https://www.cancerimagingarchive.net/
Następnie przepływ pracy może użyć tych podzielonych na segmenty narządów jako danych wejściowych do identyfikacji wszelkich nieprawidłowości. Po zakończeniu analizy system tworzy zarówno renderowanie objętości 3D z adnotacjami MetaIO, które można przeglądać na serwerze Clara Render Server, jak i pliki DICOM, które można porównywać obok siebie z przeglądarkami obrazów medycznych, takimi jak ORTHANC lub Oviyam2. Narzędzia zawarte w zestawie narzędzi Clara AI Toolkit zapewniają szybki start do użytku w środowiskach obrazowania medycznego, które chcą wykorzystać moc sztucznej inteligencji.
Rysunek 2: Oviyam2 Viewer demonstruje widok obok siebie przetworzonych przez Clara AI i oryginalnych skanów CT
Clara AI w pracy
Chociaż Clara AI jest stosunkowo nową ofertą, została wprowadzona na rynek w marcu, z ogólną dostępnością w czerwcu, platforma jest już używana w niektórych głównych instytucjach medycznych, w tym na Uniwersytecie Stanowym Ohio, Narodowym Instytucie Zdrowia i Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco.
Naukowcy z National Institutes of Health Clinical Center i NVIDIA wykorzystali Clara AI do opracowania metody uogólniania domen do segmentacji prostaty z otaczającej tkanki w rezonansie magnetycznym. Na blogu
Jak pokazują ci pierwsi użytkownicy, NVIDIA Clara AI to platforma, która może potencjalnie przynieść dużą wartość organizacjom, które chcą wykorzystać sztuczną inteligencję do umożliwienia głębokiego uczenia na dużą skalę w obrazowaniu medycznym.
Rysunek 3: Dolegliwości na segmentowanej wątrobie zidentyfikowane przez Clara AI Toolkit
Aby dowiedzieć się więcej:
Aby bliżej przyjrzeć się możliwościom NVIDIA Clara, przejrzyj poniższe linki:
- Strona pobierania Clara AI Toolkit:
- Blog deweloperów rozwiązań technicznych:
- Wiadomości dla deweloperów:
- Platforma NVIDIA Clara:
Additional Information
Artykuł napisany przez Johna Lockmana i Rakshitha Vasudeva z zespołu firmy Dell w laboratorium innowacji HPC i AI firmy Dell EMC w lipcu 2019 r.