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强生牵手英伟达,开发AI手术系统

美国3月18日,强生医疗科技宣布与英伟达(Nvidia)达成合作协议,双方将联手开发新的人工智能应用程序。


根据协议内容,强生将获得使用英伟达IGX边缘计算平台和Holoscan边缘AI平台的权限。旨在通过利用英伟达的计算平台和人工智能技术,支持手术软件和设备在手术室内进行实时数据分析,从而推动手术水平的提升。

与此同时,双方还计划将AI技术应用于医疗影像解析和疾病诊断领域。这将为医生提供更全面的医疗信息,帮助他们更快速地做出准确的诊断和治疗决策。

此外,该合作还将涉及到医疗教育和培训领域。通过利用英伟达的虚拟现实和增强现实技术,医学生和医生可以进行更真实、更有效的培训,提升他们的技能水平和专业素养。

强生医疗科技全球数字负责人Shan Jegatheeswaran表示:“手术中扩展人工智能的主要挑战之一是手术技术的封闭性。将先进的边缘计算硬件和软件引入到手术室,可以实现创新的可扩展性和新的AI驱动解决方案,用于临床决策、教育和培训以及协作,最终目标是推进患者护理。


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医疗边缘AI NVIDIA IGX

据悉,NVIDIA IGX是英伟达为边缘计算应用而设计的一种先进硬件和软件解决方案,集成了英伟达的最新AI技术,包括深度学习算法和神经网络模型,使设备具备智能化的能力。旨在为各种领域,包括医疗领域,提供强大的人工智能(AI)功能和实时数据处理能力。

对于医疗行业的边缘 AI 用例,IGX提供安全、低延迟的AI推理,以满足临床对医疗程序中的一系列仪器和传感器获得即时洞察的需求,例如机器人辅助手术、患者监测系统等。

此外,IGX平台可支持用于医疗设备的实时AI计算平台——NVIDIA Clara Holoscan,助力医疗设备开发者接合边缘、本地数据中心与云服务,实现新设备的快速开发和部署,将 AI 应用直接送入手术室,全球每年有超过3亿例手术在这里进行。

Holoscan平台结合了用于低延迟传感器和网络连接的硬件系统、用于数据处理和人工智能的优化库,以及运行流媒体、成像和其他应用程序的核心微服务,从嵌入式到边缘到云。

它可以通过高吞吐量数据传输和处理使得数据实时处理成为现实。比如,病理数据的实时分析。病理图像数据量极其庞大,甚至高达数TB。基本不可能对病理数据进行实时分析。借助Clara Holoscan平台,研究人员将癌细胞病理图像的分析时间从2天变为实时,并首次实时发现了单个癌细胞分裂为三个癌细胞的画面。

更新25个医疗微服务

值得注意的是,在与强生签署合作协议的同一天。英伟达还推出了全新的AI推理服务器——Nvidia NIM,这是一款新的软件平台,旨在简化定制和预先训练的 AI 模型在生产环境中的部署。通过NIM,用户可以体验各种AI模型和应用,同时保留对知识产权的完全控制。

医疗行业公司可以基于这些微服务,筛选数万亿种药物化合物,收集更多的患者数据以帮助早期疾病检测,或者实施更智能的数字助理等等。


02
强生发力人工智能

作为全球最大、最多元化的医疗健康企业,强生曾长期位居全球医疗器械龙头老大地位,不过后来被美敦力实现反超。近年来,公司正不断在手术机器人领域开始发力,试图将自己转变为外科手术机器人巨头。

在此前1月的财报电话会议上,强生首席财务官乔Joe Wolk曾表示,公司目前正在寻找机会,无论是通过人工智能还是整体基础设施,来进一步改善医疗科技的盈利状况。

此次合作的首要目标,也是将英伟达的这两项平台融入强生的外科技术产品组合中,为其产品打造更好、更智能的AI产品。目前来看,强生医疗科技的手术机器人产品包括Monarch经人体自然腔道诊疗机器人、VELYS骨科手术机器人等。

Monarch经人体自然腔道诊疗机器人

Monarch是国内首款获批的经自然腔道诊疗机器人,适用于经支气管的诊疗。

作为是全球领先的数字化手术平台,Monarch应用了全球首款的全程可视、电磁导航、虚拟重建“三合一”导航的内窥镜技术,内窥镜进入人体后,可连续显像,提供全面清晰的术中视野。并且以柔性支气管镜驱动,可轻松抵达深部病灶。控制器是一个形似游戏手柄的遥控,能够精准灵活地操作,柔性支气管镜可实现360°角度调节。

目前Monarch系统的初始版本上已获得FDA许可和CE标志,但并不是商业版本,2023年9月19日,Maestro商业版本获得了CE批准,预计在未来几个月内Maestro商业版本将获得FDA的批准。强生的计划是,2024年在美国市场进行有限的发布,然后在2025年进行更大规模的商业化动作。

VELYS骨科手术机器人

VELYS骨科手术机器人是同类产品中首个具有便携式设计,可安置在手术床边的产品,支持即插即用。能集成到任何手术室环境。其系统具有良好的规划能力,优化医生手术流程,并适应医生手术习惯。

VELYS™可以帮助外科医生在全膝关节置换术中准确切除骨骼,使植入物相对于软组织对齐和定位,而不需要术前成像。让外科医生无需使用一次性器械,大幅度降低手术成本。

不仅是机器人系统,集成智能平台和ATTUNE Total Knee System,VELYS™能够形成一整套解决方案,系统辅助医生评估膝关节的骨解剖和软组织包膜,协助规划最佳的假体植入位置,平衡间隙数据有助于骨科医生可视化和预测关节稳定性,机器人系统则辅助医生来执行手术计划。


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英伟达跨界医疗

这已经不是英伟达第一次与械企合作,联手布局医疗市场了。

此前,Activ Surgical、Moon Surgical和Proximie三家领先的医疗设备初创公司已经选择在IGX平台上运行的NVIDIA Clara Holoscan组合来驱动他们的外科机器人系统。

另外,美敦力也曾选择与英伟达合作,将其医疗级Holoscan和IGX平台嵌入到GI Genius AI 辅助结肠镜检查系统中,为医生提供AI增强的诊断图像。

美敦力

今年3月,美敦力曾宣布将与芯片制造商英伟达(Nvidia)合作,将其医疗级实时AI计算软件平台NVIDIA Holoscan和工业级边缘AI硬件平台NVIDIA IGX嵌入到GI Genius AI 辅助结肠镜检查系统中,为医生提供AI增强的诊断图像。Holoscan通过在边缘提供可扩展、软件定义的流媒体数据处理所需的全栈式基础设施,助力将新的AI应用引入临床环境。

凭借NVIDIA Holoscan和IGX平台,开发者能够在Cosmo创新中心内高效训练和验证AI模型,然后将AI赋能的应用托管于美敦力的软件即医疗设备(SaMD)应用市场——GI Genius AI Access平台上,使软件定义医疗设备成为了可能。

Activ Surgical

Activ Surgical选择NVIDIA Clara Holoscan来加速其人工智能和增强现实解决方案的开发,以实现实时手术指导。这家总部位于波士顿的公司的ActivSight技术允许外科医生查看肉眼无法看到的关键生理结构和功能,如血流。

Activ Surgical希望通过增强现实,人工智能和机器学习技术来彻底改变外科治疗方式。其中,这家公司的手术智能平台ActiveEdge可以通过基于人工智能的大数据分析能力来增强外科医生的手术决策能力,从而减少意外的手术错误;ActivSight成像模块则旨在无缝升级现有手术室设备,充当ActiveEdge平台的“眼睛”,并允许外科医生通过AR技术来在手术过程中访问关键的视觉数据。

据介绍,美国和欧洲的多个主要医院网络已就Activ Surgical的产品进行试点,而ActivSight成像模块将于2022年进行广泛上市。

Moon Surgical

总部位于巴黎的机器人手术公司Moon Surgical正在设计Maestro,这是一个可访问的自适应手术辅助机器人系统,可以与手术室已经到位的设备和工作流程配合工作。该公司已经能够将其工程资源集中在人工智能算法和其他独特功能上,采用Clara Holoscan节省了他们的时间和资源,帮助他们压缩了开发时间表。

Maestro其实是一个协同操作机器人平台(非类似于达芬奇手术机器人一样),为外科医生提供稳定的回缩、相机固定和两个额外的手臂,外科医生始终控制手臂,并可以以任何需要的方式定位它们,安全可靠。公司目前正在开发一种术中相机跟踪软件,该软件将使相机臂能够自动跟踪外科医生操纵的器械。此外,嵌入式房间感应(相当于高分辨率"监视")摄像头跟踪外科医生的运动和手术室环境,以便能够在手术开始之前最终自动将手臂定位在最佳配置中。

Proximie
总部位于伦敦的Proximie正在建立一个远程呈现平台,以实现实时的远程外科医生协作。Clara Holoscan将允许该公司在手术室中提供本地视频处理,提高用户的性能,同时维护数据隐私并降低云计算成本。

Proximie创始人兼首席执行官Nadine hach-Haram博士表示:“我们很高兴与英伟达合作,加强健康生态系统,推进我们在全球范围内连接手术室的使命。“由于这种合作,我们能够提供尽可能身临其境的体验,并提供弹性数字解决方案,让世界各地的手术室设备能够相互通信并获取宝贵的见解。”

Proximie已经在世界各地的500多个手术室中部署,迄今为止已经记录了数万例外科手术。

通过结合强生在医疗科技领域的深厚经验和NVIDIA在人工智能领域的领先技术,我们有望看到更多创新的医疗解决方案。两家巨头强强联手不仅能够推动医疗设备的智能化和数据分析能力的提升,还将为整个医疗行业的数字化转型和未来创新提供无限可能。
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