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為實時醫學成像應用部署OCT

星星科技指導員 ? 來源:嵌入式計算設計 ? 作者:嵌入式計算設計 ? 2022-11-18 15:24 ? 次閱讀

光學相干斷層掃描(OCT)是一種相對較新的技術,用于獲得視網膜的高分辨率橫截面圖像。作為一種無創成像技術,它使用紅外波長的激光光線來測量患者的視網膜厚度。該技術從2017年開始嶄露頭角,其關鍵優勢是在此過程中不使用輻射或X射線,并且在大多數情況下,患者不會感到不適。

使用OCT,眼科醫生可以看到視網膜的每個獨特層,這使他可以繪制和測量它們的厚度。這些測量有助于形成醫生對患者的診斷,其中包括青光眼和其他視網膜疾?。ㄈ缒挲g相關性黃斑變性(AMD)和糖尿病眼病)的潛在治療。

在Vecow的幫助下設計的一個OCT系統是由一個在醫療技術方面具有豐富經驗的團隊制造的,他們能夠采用開發先進眼科手術設備所需的技術。該供應商總部位于臺灣,其核心業務是醫療器械的設計、開發、制造和服務。他們開發的OCT系統基于準分子激光器,這是一種紫外線激光器。

在這種情況下,規范要求為實時醫療圖像計算提供高性能平臺,并能夠支持AI成像和實時檢查。他們還需要用于外科應用的關鍵任務、高速(實時)數據傳輸,這與靈活的(定制)擴展功能相吻合。這包括以太網供電PoE) 和無線功能。在手術室中使用的能力意味著需要一定程度的移動性,以及多點觸控顯示屏和足夠的存儲空間。最后,以后升級系統的能力是一項要求,因為醫療應用中的系統往往使用多年。

OCT 不是 MRI

重要的是不要將OCT技術與現代磁共振成像(MRI)系統中部署的技術混淆。MRI仍將在醫學診斷中發揮重要作用,但在某些關鍵領域,OCT可以成為更可行和有價值的技術。目前,OCT專門用作掃描視網膜并測量其各個層的厚度和體積的方法。

具體來說,OCT使醫務人員能夠僅根據眼睛的一小部分來測量后眼形狀。結果是一個更完整的眼睛三維模型。最終,所有患者 - 年輕人和老年人 - 都將接受眼睛掃描,根據調查結果,醫生可以確定像近視這樣的疾病是否實際上是未來變得病理的癥狀,并立即需要干預。

OCT的理論是,在發出光后,它被分成兩束。一盞燈照射眼底或眼底,而第二盞燈照射到參考鏡。然后將兩個光反射回來形成干涉現象和光譜,并收集產生的信號進行分析。OCT儀器中使用的分辨率相當高,高達2至5微米。

需要一定程度的醫療經驗

要為像OCT這樣的應用程序設計系統,醫療解決方案提供商顯然需要一定程度的醫學知識。但是,在大多數情況下,系統的設計團隊不需要接受醫生的培訓。例如,像Vecow這樣的供應商將向其客戶提供大部分基礎硬件和軟件。然后,這些 OEM 為特定應用程序(如 OCT)配置該平臺。這可能需要OEM提供部分軟件,包括AI算法。之后,可以添加一些專門的代碼或進行一些調整。

對于此特定應用,OEM 通常會指定一個八核英特爾酷睿 i7 處理器(或更高)、至少 768 個 NVIDIA CUDA 內核來處理 AI 算法和 16 GB 的 DDR4 內存?;谶@些規格,Vecow 的EVS-2000完全符合要求。其功能集包括:

十核第十代英特爾至強/酷睿 i9/i7/i5/i3 處理器,外加 W480E 芯片

緊湊型 NVIDIA Quadro/GeForce MXM 顯卡,支持 CUDA 核心計算和 NVIDIA 的圖靈架構

具有 80V 浪涌保護功能的 9 至 50V 直流電源輸入

大量擴展端口,包括 PCI/PCIe、M.2、Mini PCIe 以及 SUMIT A 和 B

通過 SATA、mSATA、M.2、MicroSD 和/或 2.5 英寸硬盤托盤處理的存儲

雖然像執行OCT應用的系統通常插入交流電源,但將功耗降至最低仍然很重要。具有如此高的電源效率可以減少風扇的數量或這些風扇的活動時間,從而最大限度地減少來自平臺的噪音。

使用Vecow的EVS-2000,可以實現無風扇運行。設計團隊能夠使用 35 W 英特爾八核 i7 處理器和 896 核 CUDA 設備來實現這一點,用于僅繪制 50 W 的圖形。結果是系統的總功耗低于 300 W。OEM交付的最終終端系統還包括一些“醫院就緒”功能,如機器人輸送臂和眼動追蹤。

將安全放在首位

毫無疑問,在設計嵌入式系統時,安全性必須始終是首要考慮因素。用于醫療應用的優先級更高。減輕Vecow團隊壓力的是,采用其技術的OCT平臺并不打算連接到互聯網。相反,它通過內部網連接到私有云。同一內部網將用于處理軟件升級,這在所描述的系統中可能很重要,作為投資保護。

OCT平臺是Vecow設計團隊為客戶提供最新技術和工藝的一個例子,以確保最終產品經得起現場時間的考驗。這包括唯一基于Core i7處理器的無風扇解決方案。Vecow 還在其工作站級平臺上提供最新GPU 卡,包括出色的散熱性能。

審核編輯:郭婷

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