Embedded Boards Echtzeitfähige Medical-Computing-Plattformen für KI-gestützte bildgebende Verfahren

Von Margit Kuther

Das Healthcare Business Center von Adlink Technology hat mit seinen Systemen MLB 3000 und MLB 3002 zwei neue echtzeitfähige Medical-Computing-Plattformen für KI-gestützte bildgebende Verfahren vorgestellt.

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Die Systeme MLB 3000 und MLB 3002: zwei echtzeitfähige Medical-Computing-Plattformen für KI-gestützte bildgebende Verfahren.
Die Systeme MLB 3000 und MLB 3002: zwei echtzeitfähige Medical-Computing-Plattformen für KI-gestützte bildgebende Verfahren.
(Bild: Adlink)

Die IEC 60601-1 und IEC 60601-1-2 konformen Systeme sind mit 13 Intel Core und Intel Celeron Prozessorbestückungen sowie 9 performanten Nvidia Quadro- und RTX-Prozessor basierten Grafikkarten bis hin zur Nvidia RTX GPUs der Ampere-Familie bedarfsrecht auslegbar. In KI-gestützten bildgebenden Verfahren kommen sie als Aufnahme-, Aufbereitungs-, Visualisierungssysteme zum Einsatz, bei denen Bilddaten zunehmend in Echtzeit analysiert und visualisiert werden [1]. Anwendungsbereiche reichen von der Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) über Röntgen und Ultraschall bis hin zur Endoskopie.

Medizingerätehersteller, Systemintegratoren und Krankenhäuser überzeugt neben der Echtzeitfähigkeit und kompakten Bauart der höchst leistungsfähigen Systeme vor allen die volle Systemverantwortung, die ADLINK Technology für die mindestens 5 Jahre langzeitverfügbaren Systeme bietet. Sowohl die Prozessorboards als auch die Grafikkarten kommen aus eigener Entwicklung und Fertigung, sodass der Kundensupport für alle Komponenten aus einer Hand kommt.

„Bildgebende Verfahren erhalten einen zunehmend hohen Detailierungsgrad. 2D-Schichtmodelle und 3D-Visualisierungen erhöhen den Performancebedarf und die Integration von Künstlicher Intelligenz erweitert die Anforderungen an die bildverarbeitenden Systeme nochmals deutlich. Gleichzeitig wird gefordert, die Bildgebung in Echtzeit bereitstellen zu können. Auf der anderen Seite muss die Systemauslegung hinsichtlich der Kosten und des Energieverbrauchs ausbalanciert werden. Mit unserer MLB 300x Serie geben wir Medizingeräteherstellern, Systemintegratoren und Krankenhäusern einen Systembaukasten an die Hand, mit dem sie ihre bildgebenden Aufgaben optimal auslegen können,“ erklärt Matthias Lubkowitz, Leiter des Healthcare Business Center EMEA bei ADLINK Technology in Deggendorf.

In bildgebenden Verfahren der Medizintechnik überzeugen die neuen MLB 300x Systeme vor allem durch ihre flexible GPU-Bestückung, die mittels MXM-Steckplatz realisiert wird. Standardbestückungen mit MXM-Grafikmodulen sind mit Nvidia Quadro Grafikcores der Generationen Pascal, Turing und Ampere verfügbar. Die MLB 3002-Systeme verfügen darüber hinaus über zwei zusätzliche PCI-Express-Slots für dedizierte Framegrabber- oder weitere Grafikkarten.

Bei MXM-Modulen auf Basis der Ampere und Turing-Architektur basiert das Raytracing, das für die volumetrische 3D-Bildgebung entscheidend ist, erstmals auf Hardware-Beschleunigern, den so genannten RT Cores. Das Rendering von Bilddaten wird so erstmals in Echtzeit möglich. Die integrierten Tensor Cores beschleunigen zudem die Matrixberechnungen, die das Herzstück des Trainings neuronaler Netze und der Inferenzoperationen im Rahmen des Deep Learning bilden und die Entfernung von Artefakten, die Kontrastanpassung und die Schärfeverbesserung für klarere medizinische Bilder ermöglichen.

Das Featureset im Detail

Die IEC 60601-1- und IEC 60601-1-2-konformen Medical-Computing-Plattformen MLB 300x sind mit elf verschiedenen Intel-Core-Prozessoren bis hin zum Intel Core i7-9700E mit acht Rechenkernen erhältlich. Für kostensensitive Applikationen stehen zudem zwei Konfigurationen mit Intel Celeron Prozessoren zur Verfügung. Alle Systeme unterstützen bis zu 64 GByte DDR4-2666-Arbeitsspeicher. Für bildgebende Verfahren mit GPU-beschleunigter künstlicher Intelligenz können sie bedarfsgerecht mit neun unterschiedlichen MXM-Grafikmodulen bestückt werden. Aktuelles Flaggschiff ist das MXM-Modul mit echtzeitfähiger Nvidia RTX A4500 GPU der Ampere-Familie. Sie bietet 5120 CUDA-, 160 Tensor- und 40 RT-Tensor-Cores und erreicht einer Performance von bis 17,8 TFLOPS FP32.

Alle MLB 300x unterstützen zudem bis zu sechs unabhängige Displays für zahlreiche Visualisierungsoptionen bei der Befundung und in OPs. Die MLB 3002-Systeme können über zwei PCIe-x4-Slots um zusätzliche Framegrabber- oder Grafikkarten erweitert werden. Weitere Peripherie lässt sich über bis zu 6x USB 3.2 Gen x1, 2x USB 2.0, 1x RS-232/422/485, 1x RS-232 sowie 4x optionale digitale I/Os anbinden. 3x Gigabit Ethernet und optionales WLAN sorgen für zahlreiche Edge-Vernetzungsoptionen der KI-Systeme auch in Richtung klinischer PACS, Befundungs-Clouds und weiteren Medical-IoT-Applikationen. Für die Stromversorgung stehen medizinische Netzteile mit bis zu 220 W oder konventionelle Lösungen bis zu 500 W zur Verfügung.

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