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将OCT部署用于实时医疗成像应用中

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Taryn Engmark 2022-10-27 11:10 次阅读

光学相干断层扫描(OCT)是一种相对较新的技术,用于获得视网膜的高分辨率横截面图像。作为一种无创成像技术,它使用红外波长的激光射线来测量患者的视网膜厚度。该技术从2017年开始崭露头角,其主要优点是在此过程中不使用辐射或X射线,并且在大多数情况下,患者不会感到不适。

使用OCT,眼科医生可以看到视网膜的每个独特层,这使他能够绘制和测量它们的厚度。这些测量有助于形成医生对患者的诊断,其中包括青光眼和其他视网膜疾病(如年龄相关性黄斑变性(AMD)和糖尿病性眼病)的潜在治疗方法。

在Vecow的帮助下设计的OCT系统是由一个在医疗技术方面具有丰富经验的团队制造的,他们能够采用开发先进的眼科手术设备所需的技术。该供应商总部位于台湾,其核心业务是医疗器械的设计,开发,制造和服务。他们开发的OCT系统基于准分子激光器,这是一种紫外激光器。

本案的规范要求为实时医学图像计算提供高性能平台,能够支持AI成像和实时检测。它们还需要任务关键型高速(实时)数据传输,以用于外科手术应用,这与灵活(定制)的扩展功能相吻合。这包括以太网供电PoE) 和无线功能。在手术室中使用的能力意味着需要一定程度的移动性,以及多点触控显示器和足够的存储空间。最后,以后升级系统的能力是一项要求,因为医疗应用中的系统往往使用多年。

华侨城不是核磁共振成像

重要的是不要将OCT技术与现代磁共振成像(MRI)系统中部署的技术混淆。MRI仍将在医学诊断中发挥重要作用,但在一些关键领域,OCT可以成为一种更可行和更有价值的技术。目前,OCT仅用作扫描视网膜并测量其各层的厚度和体积的方法。

具体来说,OCT使医务人员能够仅根据眼睛的一小部分来测量后眼形状。结果是一个更完整的眼睛三维模型。最终,所有患者 - 年轻人和老年人 - 都将接受扫描,并根据研究结果,医生可以确定像近视这样的疾病是否实际上是将来变得病理化的症状,并立即需要干预。

OCT的理论是,光发射后,它被分成两束。一盏灯照射到眼睛的眼底或底部,而另一盏灯照射到参考镜上。然后将两盏灯反射回去形成干涉现象和光谱,并收集由此产生的信号进行分析。OCT仪器中使用的分辨率相当高,可达2至5微米。

需要一定程度的医疗经验

要为像OCT这样的应用程序设计系统,医疗解决方案提供商显然需要一定程度的医学知识。但是,在大多数情况下,系统的设计团队预计不会接受过医生的培训。例如,像Vecow这样的供应商将向其客户提供大部分基本硬件和软件。然后,这些 OEM 为特定应用程序(如 OCT)配置该平台。这样的情况可能需要OEM提供软件的一部分,包括AI算法。之后,可以添加一些专门的代码或进行一些调整。

对于此特定应用,OEM 通常会指定一个八核英特尔酷睿 i7 处理器(或更高版本)、至少 768 个 NVIDIA CUDA 内核来处理 AI 算法,以及 16 GB 的 DDR4 内存。基于这些规格,威高的EVS-2000完全符合要求。其功能集包括:

十核第十代智能英特尔至强/酷睿 i9/i7/i5/i3 处理器,外加 W480E 芯片

紧凑型英伟达四元/极力 MXM 显卡,支持库达核心计算和英伟达图灵架构

9 至 50V 直流电源输入,带 80V 浪涌保护

大量扩展端口,包括 PCI/PCIe、M.2、迷你 PCIe 以及 SUMIT A 和 B

通过 SATA、移动硬盘、M.2、微型硬盘和/或 2.5 英寸硬盘托盘处理的存储

虽然像执行OCT应用的系统通常插入交流电源,但将功耗降至最低仍然很重要。拥有如此高水平的电源效率可以减少风扇的数量或这些风扇处于活动状态的时间,从而最大限度地减少来自平台的噪音。

使用 Vecow 的 EVS-2000,可实现无风扇操作。设计团队能够使用35瓦英特尔八核i7处理器和896核CUDA设备来实现这一目标,该器件的图形功耗仅为50瓦。结果是系统的总功耗低于 300 W。OEM交付的最终终端系统还包括一些“医院就绪”功能,如机器人交付臂和眼动追踪。

将安全性放在首位

毫无疑问,在设计嵌入式系统时,安全性必须始终是首要考虑因素。用于医疗应用的一个是更高的优先级。为Vecow团队减轻了一些压力的是,采用其技术的OCT平台并不打算连接到互联网。相反,它通过内部网连接到私有医疗云。同样的内联网将用于处理软件升级,这在所描述的系统中可能很重要,作为投资保护。

OCT平台是Vecow设计团队的一个例子,为客户提供最新的技术和工艺,以确保最终产品经得起现场时间的考验。这包括唯一基于Core i7处理器的无风扇解决方案。Vecow 还在其工作站级平台上提供最新的 GPU 卡,包括出色的散热性能。

审核编辑:郭婷

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