创新的医疗设备技术与人工智慧（AI）结合，为医疗专业人员提供更好的决策工具，以便在进行机器人辅助手术、放射线介入性治疗、放射治疗规划等疗程时，提供病患更好的照护。

为了在临床应用上达到此目标，AI支援的医疗设备必须具备一个加速管道，进行即时处理、预测，以及透过视觉化的方式呈现资料。

专为医疗产业推出并支援NVIDIA AGX Orin的全新NVIDIA Clara Holoscan 平台，提供一个运算基础设施，以具扩充性、软体定义、端到端的方式来处理医疗设备的串流资料。

图一 : NVIDIA Clara Holoscan端到端平台是专为软体定义的医疗设备所打造的AI开发平台。 （source：NVIDIA）

开发人员透过用于无缝连接医疗设备与边缘伺服器的端到端平台 NVIDIA Clara Holoscan，能够在设备上运行低延迟的串流应用程式以建立AI微服务，还能将更复杂的任务交给资料中心的资源来处理。

从遥不可及的梦想到即时处理管道

几乎每一个智慧医疗设备都有类似的处理管道，从感测器开始、进入资料区，接着以视觉化的方式呈现，最后提供人类进行决策。依照手边的设备如CT扫描仪、内视镜或ICU室内摄影机，在工作流程的每个阶段都有不同程度的运算需求。

NVIDIA Clara Holoscan加速不同的阶段：

1.高速I/O：透过NVIDIA ConnectX SmartNIC或第三方PCI Express 卡，NVIDIA GPUDirect RDMA直接将资料传送至GPU记忆体，在下游以超低延迟的方式来处理。

2.物理处理：当资料传送至GPU后，CUDA-X及NVIDIA Triton 推论伺服器加快进行以物理为基础的计算或AI处理作业，将感测器资料转成影像区，例如透过在X光及CT进行影像重建，或超音波中的波束成形（beamforming）。

3.影像处理：使用NVIDIA Triton将影像资料输入至AI模型，以侦测、分类、分割或追踪物件。

4.资料处理：使用NVIDIA cuCIM函式库将感测器传入的影像资料与先前获得的其它影像结合，开发人员可以登录资料或使用电子病历等补充资讯来增强资料。

5.渲染：透过Clara Render Server便能即时以3D画面呈现设备资料和检测结果，或在NVIDIA Omniverse中渲染出电影效果的互动式内容，或使用CloudXR在扩增实境环境中呈现，像是让临床医生能更清楚地看到正在被分割的器官或肿瘤。

具扩充性的Clara Holoscan架构从医疗设备扩大到NVIDIA认证边缘伺服器，再到资料中心或云端的NVIDIA DGX系统。开发人员透过该平台便能视需求增减医疗设备中的运算和输入/输出能力，同时平衡延迟、成本、空间、功耗和频宽等方面的要求。

加速医疗设备商业生态系发展

许多医疗设备公司投入AI和机器人技术，并将NVIDIA加速运算平台用于机器人手术、行动电脑断层（CT）扫描、支气管镜检查等应用。

图二 : 医疗设备创新，包括即时人工智慧和机器人技术。（source：NVIDIA）

Clara Holoscan旨在协助设备制造商从设备扩大到资料中心，并透过取得广泛的AI解决方案，为上述应用提供更好的支援。

为了加速开发即时处理众多感测器输入的医疗设备，Clara Holoscan 平台支援NVIDIA Inception加速器计画中，专精于AI及资料科学的新创公司所推出的I/O卡，包含：

* AJA Video Systems：用于内视镜和手术视觉化应用的影像撷取卡

* KAYA Instruments：常用于显微镜和科学影像仪器中的影像撷取卡

* us4us：支援开发软体定义超音波解决方案的研究前端设备

超音波研究前端硬体商Verasonics将支援Clara Holoscan，透过高速网路技术将资料直接串流至NVIDIA GPU。

Clara Holoscan SDK：一次开发、随处部署

开发人员可以使用Clara Holoscan自订其应用程式，当成在设备及伺服器上运行的一系列模组化微服务。医疗设备公司能够持续升级和改善软体定义的解决方案。

Clara Holoscan SDK透过加速函式库、AI 模型和超音波在数位病理、内视镜等方面的参考应用，协助医疗设备公司达成上述目标，并帮助开发人员利用嵌入式及具扩充性之混合云端运算的优点。当企业拥有一个端到端的部署平台，便能更轻易地对安装基础进行升级，将全新的突破性研究成果用于日常医疗环境。

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