ความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีการแพทย์ด้วย FPGAs
สํารวจบทบาทในการปฏิรูป FPGAs ในการปรับปรุงความแม่นยําของการวินิจฉัย เร่งกระบวนการทําภาพทางการแพทย์ และขับเคลื่อนอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ซับซ้อนเพื่อการดูแลผู้ป่วยที่ดียิ่งขึ้น
การผสานรวม FPGAs ในนวัตกรรมการดูแลสุขภาพ
Field Programmable Gate Array (FPGAs) ได้รับความนิยมมากขึ้นในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์เนื่องจากความยืดหยุ่นที่ไม่มีใครเทียบได้และความคุ้มค่าด้านต้นทุน ไม่เหมือน Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) FPGAs หลีกเลี่ยงต้นทุน NRE ด้านวิศวกรรมที่ไม่เกิดซ้ําล่วงหน้าและปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ํา โดยให้กระบวนการออกแบบที่ปราศจากความเสี่ยง โดยมีความสามารถในการตั้งโปรแกรมซ้ําสําหรับการปรับปรุงซ้ําและมาตรฐานที่เปลี่ยนแปลงไป เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์มาตรฐานเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASSP) FPGAs มอบตัวเลือกการออกแบบที่ยืดหยุ่นและการรวมระบบที่เหนือกว่า ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถสร้างความแตกต่างให้กับผลิตภัณฑ์ของตน และปรับให้เข้ากับความต้องการของตลาดได้อย่างรวดเร็ว FPGAs สนับสนุนวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ที่ยาวนาน การป้องกันความล้าสมัยและเปิดใช้งานการอัปเกรดฟิลด์ตามความจําเป็น ไม่ว่าจะออกแบบระบบทําภาพวินิจฉัยหรืออุปกรณ์ตรวจสอบผู้ป่วย FPGAs นําเสนอโซลูชันที่ไว้วางใจได้และปรับเปลี่ยนได้ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานยาวนานในการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพที่สําคัญ
ประโยชน์ของ FPGA ในการดูแลสุขภาพ
การประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์
FPGAs ช่วยให้สามารถประมวลผลภาพได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งมีความสําคัญต่อการวินิจฉัยที่แม่นยํา และการตัดสินใจอย่างถูกเวลาในระบบการสร้างภาพทางการแพทย์ เช่น การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI), การถ่ายภาพเชิงประมวลผล (CT) และอัลตร้าซาวด์
ความสามารถในการปรับแต่งและความยืดหยุ่นสูง
FPGAs นั้นสามารถปรับแต่งได้หลากหลาย ทําให้สามารถสร้างฮาร์ดแวร์พิเศษที่ปรับให้เหมาะกับการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เฉพาะ ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้บริษัทด้านการดูแลสุขภาพปรับขนาดสถาปัตยกรรมในสายผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ ส่งผลให้ได้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่สูงขึ้น
ความสามารถในการประมวลผลแบบขนาน
ความสามารถในการประมวลผลแบบขนานของ FPGAs ช่วยให้ความเร็วในการประมวลผลและการวินิจฉัยแบบเรียลไทม์ในภาคการดูแลสุขภาพเร็วขึ้น ตั้งแต่กล้องวงจรปิดและระบบการผ่าตัดหุ่นยนต์ไปจนถึงจีโนมิกส์และชีวสารสนเทศศาสตร์
สมรรถนะด้านการใช้พลังงาน
FPGAs ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ําสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่าโปรเซสเซอร์ทั่วไป ซึ่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบพกพาหรือแบบฝัง เช่น จอภาพสําหรับผู้ป่วย ปั๊มแช่ และเครื่องลาดตระเวน
AI ด้านการดูแลสุขภาพที่ Edge
AI กําลังเปลี่ยนแปลงการดูแลสุขภาพโดยเปิดใช้งานความสามารถขั้นสูง เช่น การวิเคราะห์ภาพแบบเรียลไทม์ การตรวจสอบผู้ป่วยอย่างต่อเนื่อง และการวินิจฉัยส่วนบุคคล Field Programmable Gate Array (FPGAs) เหมาะอย่างยิ่งในการเร่งงานที่ขับเคลื่อนด้วย AI เหล่านี้โดยตรงณ จุดดูแล ให้ประสิทธิภาพสูง ปรับตัวได้ และประหยัดพลังงาน ด้วย FPGAs ผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพสามารถใช้ประโยชน์จากศักยภาพของ AI ได้อย่างเต็มที่ ทําให้สามารถสร้างโซลูชันที่ไม่เพียงแต่ชาญฉลาดแต่ยังปรับตัวให้เข้ากับความต้องการด้านการดูแลสุขภาพที่เปลี่ยนแปลงไปได้มากขึ้น
การวิเคราะห์ภาพแบบเรียลไทม์
ด้วย FPGAs อัลกอริธึม AI สามารถวิเคราะห์ขั้นตอนการส่องกล้องส่องกล้อง x-ray การสแกน CT/PET MRIs และข้อมูลการถ่ายภาพอื่นๆ ด้วยความเร็วสูง ซึ่งให้การตอบกลับถึงผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพในทันที ความสามารถนี้เป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการวินิจฉัยโรคที่ไวต่อเวลา ซึ่งข้อมูลเชิงลึกที่รวดเร็วและแม่นยําสามารถนําไปสู่ผลลัพธ์ของผู้ป่วยที่ดีขึ้น
การวินิจฉัยและการรักษาส่วนบุคคลที่ได้รับการปรับปรุง
FPGAs เปิดใช้งานการวิเคราะห์ข้อมูลที่ขับเคลื่อนด้วย AI ของผู้ป่วย เพื่อให้สามารถได้รับการวินิจฉัยที่ดีขึ้นและแผนการรักษาที่กําหนดเอง ด้วยการประมวลผลข้อมูลโดยตรงที่ Edge FPGAs สามารถสนับสนุนคําแนะนําการรักษาส่วนบุคคลตามข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์ในสภาพผู้ป่วย ความสามารถนี้ช่วยให้ผู้ให้บริการนําเสนอการดูแลที่กําหนดเป้าหมายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งนําไปสู่ผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่ดีขึ้น
การตรวจสอบติดตามแบบเอดจ์อย่างต่อเนื่อง
FPGAs อํานวยความสะดวกในการประมวลผล AI ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น ช่วยให้สามารถตรวจสอบสัญญาณที่สําคัญได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ขึ้นกับระบบคลาวด์ การประมวลผลบนอุปกรณ์นี้จะช่วยลดความหน่วงแฝงและเพิ่มความเป็นส่วนตัว ทําให้สามารถตรวจจับความผิดปกติได้ทันท่วงที เช่น โรคผิดปกติหรือการเปลี่ยนแปลงของระบบทางเดินหายใจ แม้ในการตั้งค่าจากระยะไกลหรือการดูแลบ้าน
แอปพลิเคชั่น
วิดีโอและภาพทางการแพทย์
FPGAs มีความสําคัญอย่างยิ่งในแอปพลิเคชั่นวิดีโอและภาพทางการแพทย์สําหรับการประมวลผลภาพความละเอียดสูงและข้อมูลวิดีโอแบบเรียลไทม์ คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพของภาพ แยกคุณสมบัติ และบีบอัดข้อมูลในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น อุปกรณ์ส่องกล้องและเครื่องอัลตร้าซาวด์ ซึ่งช่วยในการวินิจฉัยและความแม่นยําในการผ่าตัดที่แม่นยํา ความสามารถในการกําหนดค่าใหม่ของพวกเขายังช่วยให้สามารถอัปเดตอย่างต่อเนื่องและเพิ่มประสิทธิภาพของอัลกอริธึมภาพ เพื่อปรับปรุงการดูแลผู้ป่วยและผลลัพธ์
รับชมวิธีการใช้ FPGAs ในกล้องทางการแพทย์ 4K ขั้นสูง
การถ่ายภาพวินิจฉัย
FPGAs เป็นแกนหลักของการเปิดใช้งานระบบการสร้างภาพ โดยให้การประมวลผลแบบเรียลไทม์ความเร็วสูงที่จําเป็นสําหรับการแก้ไขขั้นสูง เช่น MRI, CT และการสแกน PET คุณสมบัติเหล่านี้เปิดใช้งานเทคนิคการปรับปรุงภาพที่ซับซ้อน เช่น การลดสัญญาณรบกวนและการตรวจจับขอบ ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพและความถูกต้องของภาพวินิจฉัย ซึ่งมีความสําคัญสําหรับการประมวลผลสัญญาณความเร็วสูง การถ่ายโอนข้อมูลแบบ chip-to-chip และการสร้างภาพใหม่สําหรับภาพคุณภาพสูงที่สุด ซึ่งช่วยให้สามารถทําการวินิจฉัยและรักษาผู้ป่วยได้อย่างถูกต้อง
ระบบคลินิก
FPGAs เป็นเครื่องมือในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบคลินิกเนื่องจากความสามารถในการให้การประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์และการประมวลผลประสิทธิภาพสูง เป็นส่วนประกอบสําคัญในอุปกรณ์ทางคลินิก เช่น การตรวจตราผู้ป่วย ระบบทางเดินหายใจ และเครื่องกระตุ้นหัวใจ FPGAs เปิดใช้งานการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างรวดเร็ว การเข้ารหัสข้อมูลที่ปลอดภัย และการเชื่อมต่อที่ใช้พลังงานและต้นทุนต่ํา ลักษณะที่กําหนดค่าใหม่ได้ช่วยให้ระบบคลินิกปรับให้เข้ากับโปรโตคอลทางการแพทย์ใหม่และรวมอัลกอริธึมขั้นสูงสําหรับการวินิจฉัยและการสนับสนุนการตัดสินใจ
จีโนมิกส์และห้องปฏิบัติการ
FPGAs ยกระดับความสามารถในการประมวลผลข้อมูลในด้านจีโนมิกส์และห้องปฏิบัติการอย่างมีนัยสําคัญ ทําให้สามารถทําการวิเคราะห์ข้อมูลพันธุกรรมที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ความสามารถในการประมวลผลแบบขนานของพวกเขาทําให้พวกเขาเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการจัดการข้อมูลอันยิ่งใหญ่ที่เกิดจากเทคโนโลยีการหาลําดับแห่งอนาคต (NGS) FPGAs ยังสามารถประมวลผลข้อมูลสําหรับการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนเช่น cytometry และ spectrometry จํานวนมาก
ฮิโรยา ยามาโมโตะ, ผู้จัดการทั่วไปโครงการ, Ikegami
"ซอฟต์แวร์ Quartus® Prime ได้ทํางานได้อย่างราบรื่นในโปรเจ็คการพัฒนา FPGA Agilex™ 5 ของ IKEGAMI สําหรับโซลูชันวิดีโอของเรา ซึ่งต้องใช้ปริมาณข้อมูลสูงมากและใช้พลังงานต่ํา ด้วยเวลาในการคอมไพล์ที่รวดเร็วและน่าประทับใจของ Quartus เราจึงสามารถลองการออกแบบซ้ําหลายครั้งในหนึ่งวัน เครื่องมือวินิจฉัยที่ยอดเยี่ยม เช่น Signal Tap ช่วยให้เราสามารถพิสูจน์แนวคิดได้อย่างสมบูรณ์ โดยแสดงฟุตเทจของกล้องบนจอภาพภายใน 20 ชั่วโมงหลังจากเปิดเครื่อง เรารู้สึกตื่นเต้นที่ซอฟต์แวร์ Agilex™ 5 FPGA และ Quartus® Prime กําลังเปิดโลกใหม่สําหรับ FPGAs ระดับกลาง"
Exor International
"ชุดเครื่องมือ Intel® FPGA AI Suite และ OpenVINO™ ช่วยเราใช้เวลาหลายเดือนในการเพิ่มการอนุมาน AI FPGA ไปยังชุด GigaSOMgS01 ของ Exor นอกจากนี้ การออกแบบการอนุมาน AI ที่ใช้อุปกรณ์เข้ารหัสอัตโนมัติยังแสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มความเร็วอย่างมากใน Cyclone® 10 GX FPGA: (1) q7.7x เมื่อเทียบกับ Intel® Movidius™ VPU และ (2) q19.1x เทียบกับโปรเซสเซอร์ Intel Atom® E3940"
เรียกดูผลิตภัณฑ์เพื่อเริ่มต้น
อุปกรณ์ FPGA
สําหรับการสร้างภาพทางการแพทย์/อัลตร้าซาวด์ และห้องปฏิบัติการระดับพรีเมียม
สําหรับระบบวิดีโอทางการแพทย์และการถ่ายภาพ/Ultrasound ประสิทธิภาพสูง
สําหรับระบบคลินิกและการตรวจสอบผู้ป่วย