PowerEdge: Tıbbi Görüntüleme için Büyük Ölçekli Derin Öğrenme Sağlama (İngilizce)

Açıklama Satırı: 

Yeni NVIDIA Clara AI Toolkit, geliştiricilerin akıllı cihazlar ve otomatik sağlık hizmeti iş akışları oluşturmak için tıbbi görüntüleme uygulamaları oluşturmasına ve dağıtmasına olanak tanır.

Günümüz hastanelerinde tıbbi görüntüleme teknisyenleri, BT taramalarının, MRI taramalarının ve teşhis süreçlerinde kullanılan diğer görüntülemelerin artan kullanımından kaynaklanan iş yüklerine ayak uydurmak için yarışıyor. Büyük bir hastane sisteminde, nispeten az sayıda teknisyen artık tek bir günde yüzlerce, hatta binlerce taramayla vurulabilir. Hacme ayak uydurmak için, bu çok çalışan teknisyenlerin karmaşık görüntüleri analiz etme, tespit edilmesi zor anormallikleri belirleme ve hastalık göstergelerini ortaya çıkarma sürecine yardımcı olacak araçlara ihtiyacı var.

Giderek artan bir şekilde, tıbbi kurumlar bu ihtiyaçları karşılamak için yapay zekaya bakıyor. Derin öğrenme teknolojileri sayesinde, yapay zeka sistemleri artık tıbbi görüntüleme iş akışlarıyla birlikte gelen ağır işlerin bir kısmını üstlenen dijital asistanlar olarak hizmet verecek şekilde eğitilebilir. Bu, eğitimli profesyonellerin yerini almak için yapay zekayı kullanmakla ilgili değil. Bu, iş akışlarını kolaylaştırmak, verimliliği artırmak ve işlemlerin hemen ilgilenmelerini gerektiren vakaları belirlemelerine yardımcı olmak için yapay zekayı kullanmakla ilgilidir. Hastane BT'leri, altyapılarını Yapay Zekaya Hazır hale getirmek için strateji oluşturmalıdır. NVIDIA ve Amerikan Radyoloji Koleji, binlerce radyoloğun kendi tesislerinde, kendi verileriyle, binlerce hastaneden oluşan geniş bir ağda yapay zeka oluşturmasını ve kullanmasını sağlamak için ortaklık kurdu.

Bu yapay zeka güdümlü araç setlerinden biri, karma (yerleşik, şirket içi veya bulut) bilgi işlem ortamları için tıbbi görüntüleme uygulamalarının geliştirilmesini sağlayan açık, ölçeklenebilir bir bilgi işlem platformu olan NVIDIA Clara AI'dır. NVIDIA Clara AI'nın yetenekleriyle hastaneler akıllı cihazlar ve otomatik sağlık hizmeti iş akışları oluşturabilir.

Clara Yapay Zeka Araç Seti

Kuruluşların Clara AI'yı çalıştırmasına yardımcı olmak için NVIDIA, Clara Dağıtım SDK'sını sunar. Helm paketli bu yazılım geliştirme kiti, Kubernetes'te uçtan uca tıbbi görüntü işleme iş akışı sağlamak için birlikte çalışan bir dizi NVIDIA GPU Cloud (NGC) kapsayıcısını kapsar. NGC konteyner görüntüleri, Dell EMC PowerEdge C4140 ve Dell EMC PowerEdge™™ R740xd gibi NGC Ready GPU hızlandırmalı sistemler için optimize edilmiştir.

Clara AI kapsayıcıları, bilgi işlem, grafik ve yapay zeka için GPU hızlandırmalı kitaplıkları içerir; görüntü işleme ve işleme için örnek uygulamalar; ve BT, MRI ve ultrason verileri için hesaplamalı iş akışları. Bu özellikler, tıbbi görüntü iş akışlarını düzenlemek ve PACS'ye (görüntü arşivleme ve iletişim sistemleri) bağlanmak veya tıbbi cihaz uygulamalarını ölçeklendirmek için Docker ve Kubernetes'ten yararlanır.
 
 
Şekil 1. Clara AI Araç Kiti mimarisi

Clara AI Toolkit, tıbbi görüntüleme iş akışlarında yapay zekayı benimsemenin önündeki engelleri azaltır. Clara AI Kurulum SDK'sı şunları içerir:

• Hastane PACs sistemiyle iletişim kurmak için bir DICOM adaptörü veri alma arayüzü
• İş akışı dağıtımı ve geliştirmesi için kaynakları düzenlemeye ve yönetmeye yönelik temel hizmetler
• Kullanıcı tanımlı verilerle olduğu gibi kullanılabilen veya kullanıcı tanımlı yapay zeka algoritmalarıyla değiştirilebilen referans yapay zeka uygulamaları
• İlerlemeyi izlemek ve sonuçları görüntülemek için görselleştirme özellikleri

Araç Seti için sunucu platformları

NVIDIA Clara AI'dan yararlanmak isteyen kuruluşlar için Dell EMC, Clara AI Araç Seti'ni destekleyen güçlü, GPU hızlandırmalı sunucu platformları sağlar: Dell EMC PowerEdge™ R740xd raf tipi sunucu ve Dell EMC PowerEdge™ C4140 raf tipi sunucu.

PowerEdge R740xd sunucu, depolama ölçeklendirilebilirliği ve performans arasında dengeli bir denge sağlar. NVMe sürücüleri ve NVIDIA GPU'ları destekleyen bu 2U iki soketli platform, Clara yapay zeka ve tıbbi görüntüleme iş yüklerinin taleplerini karşılamaya hazırdır. PowerEdge C4140 sunucusu ise en zorlu iş yükleri için tasarlanmış, hızlandırıcı için optimize edilmiş, 1U raf tipi bir sunucudur. Dört GPU desteğiyle bu ultra yoğun iki soketli sunucu, yapay zeka, makine öğrenimi ve derin öğrenme dahil olmak üzere bilişsel iş yüklerinin zorlukları için tasarlanmıştır.

Dell EMC deki HPC ve AI İnovasyon Laboratuvarı'nda, Red Hat Enterprise Linux çalıştıran GPU hızlandırmalı sunucularımızda CT Organ Segmentasyonu ve CT Karaciğer Segmentasyonu ile Clara AI Toolkit'i kullandık. Bu testler için, NIH Kanser Görüntü Arşivi https://www.cancerimagingarchive.net/'nden bir dizi 2D tıbbi görüntü olan abdominal BT tarama verilerini topladık. Clara AI Toolkit'teki araçları, önce DICOM serisini yutma için dönüştüren ve CT taramasından (organ segmentasyonu) tek tek organları tanımlayan bir iş akışı gerçekleştirmek için kullandık.

Daha sonra iş akışı, herhangi bir anormalliği tanımlamak için bu bölümlere ayrılmış organları girdi olarak kullanabilir. Analizle bittiğinde, sistem hem Clara Render Server'da görüntülenebilen MetaIO açıklamalı 3D hacim render'ı hem de ORTHANC veya Oviyam2 gibi tıbbi görüntü görüntüleyicilerle yan yana karşılaştırılabilen DICOM dosyalarını oluşturur. Clara AI Toolkit'teki araçlar, yapay zekanın gücünden yararlanmak isteyen tıbbi görüntüleme ortamlarında kullanım için hızlı bir başlangıç sağlar.
 

 
 
Şekil 2: Oviyam2 Viewer, Clara AI İşlenmiş ve Orijinal CT Taramalarının yan yana görünümünü gösteriyor

Clara AI iş başında

Clara AI nispeten yeni bir teklif olsa da, Mart ayında piyasaya sürüldü ve Haziran ayında genel kullanıma sunuldu, platform zaten Ohio Eyalet Üniversitesi, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve California Üniversitesi, San Francisco dahil olmak üzere bazı büyük tıbbi kurumlarda kullanılıyor.

Ulusal Sağlık Enstitüleri Klinik Merkezi ve NVIDIA bilim adamları, MRG'de prostatın çevre dokudan segmentasyonu için bir alan genelleme yöntemi geliştirmek için Clara AI'yı kullandılar. Bir NVIDIA blogu , yerelleştirilmiş modelin "bir radyoloğunkine benzer bir performans elde ettiğini ve aynı etki alanındaki veriler üzerinde eğitilen ve değerlendirilen diğer son teknoloji algoritmalardan daha iyi performans gösterdiğini" belirtiyor.

Bu erken benimseyenlerin gösterdiği gibi, NVIDIA Clara AI, tıbbi görüntüleme için büyük ölçekli derin öğrenmeyi etkinleştirmek üzere yapay zekadan yararlanmak isteyen kuruluşlara potansiyel olarak çok fazla değer katabilecek bir platformdur.
 

 
 
Şekil 3: Clara AI Toolkit tarafından tanımlanan parçalı karaciğer rahatsızlıkları

Daha fazla bilgi edinmek için:

NVIDIA Clara'nın yeteneklerine daha yakından bakmak için aşağıdaki bağlantılara göz atın:

• Clara AI Araç Seti İndirme sayfası:
  • https://developer.nvidia.com/clara-medical-imaging 
• Teknik Geliştirici Blogu:
  • https://devblogs.nvidia.com/annotate-adapt-model-medical-imaging-clara-train-sdk/
• Geliştirici Haberleri:
  • https://news.developer.nvidia.com/nvidia-clara-train-sdk-now-available/
• NVIDIA Clara Platformu:
  • https://news.developer.nvidia.com/nvidia-clara-platform-augmenting-radiology-with-ai/

Makale, Dell EMC HPC ve AI Innovation Lab Dell Team'den John Lockman ve Rakshith Vasudev tarafından Temmuz 2019'da yazılmıştır