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I DISPOSITIVI MEDICI ALIMENTATI DALL'INTELLIGENZA ARTIFICIALE SONO RESI POSSIBILI DALLA PRODUZIONE IN CIBERNETICA

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Individuare precocemente il cancro e i problemi di circolazione

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L'implementazione dell'intelligenza artificiale (IA) nel settore sanitario è stato uno dei cambiamenti più rivoluzionari degli ultimi decenni. L'IA viene già utilizzata in tutti i settori, dalla formazione degli operatori sanitari alla gestione dell'EHR su un tablet medico, fino all'assistenza ai chirurghi in sala operatoria. La capacità dell'IA di osservare, confrontare e analizzare grandi quantità di dati la rende uno strumento incredibilmente flessibile per gli operatori sanitari di tutto il mondo.

Cybernet Manufacturing è orgogliosa di annunciare che il suo hardware sta contribuendo alla realizzazione di due nuovi dispositivi medici alimentati dall'IA. Pur avendo scopi diversi, questi dispositivi si affidano all'IA per aiutare i fornitori a identificare i primi segnali di allarme di condizioni pericolose, assicurando che non passino inosservati. In entrambi i casi, l'hardware progettato e costruito da Cybernet costituisce la spina dorsale affidabile di questi dispositivi.

L'intelligenza artificiale in endoscopia: Identificazione precoce delle minacce

Il primo dei nostri due casi d'uso riguarda le procedure endoscopiche. Cybernet ha sviluppato un monitor e un computer appositamente realizzati che lavorano con un software di intelligenza artificiale per identificare e visualizzare potenziali lesioni durante le colonscopie. Questa tecnologia facilita il rilevamento precoce di escrescenze potenzialmente cancerose per gli operatori, aiutandoli a identificare prima le lesioni e a salvare vite umane.

Lesioni neoplastiche, colonscopie e aiuto dell'IA

Il cancro del colon-retto è il terzo tipo di tumore più comune negli Stati Uniti, sia per gli uomini che per le donne, con oltre 150.000 nuovi casi ogni anno. È anche una delle cause più comuni di morte per cancro, con una previsione di 52.550 decessi solo nel 2023.

Fortunatamente, questo numero sta diminuendo, grazie ai miglioramenti nella diagnosi precoce e nel trattamento. La colonscopia serve a esaminare il colon del paziente e a identificare le lesioni premaligne. Una volta identificate, queste lesioni possono essere facilmente rimosse. Tuttavia, identificare le lesioni e determinare se sono neoplastiche o non neoplastiche può essere una sfida anche per gli operatori più esperti. Si stima che un quarto di tutti i polipi neoplastici del colon-retto non venga individuato dagli endoscopisti.

L'IA può essere di grande aiuto in questa situazione. Essendo stata addestrata su oltre 10.000 immagini endoscopiche di lesioni e controllata da endoscopisti esperti, l'IA è in grado di identificare potenziali lesioni più velocemente degli esseri umani. Dopo aver determinato la lesione, il sistema la segnala all'endoscopista sullo schermo, evidenziandola in tempo reale. Scatterà anche una foto della lesione, rendendo più facile l'identificazione di future lesioni nel paziente.

Specifiche tecniche

Fornire un feed video potenziato dall'intelligenza artificiale in tempo reale richiede una notevole potenza di elaborazione, ed è per questo che Cybernet ha realizzato uno dei computer medicali più capaci mai progettati. I componenti di questo dispositivo sono:

Processore: Intel i9-12900E

GPU: Nvidia RTX A4500 (per l'elaborazione AI pesante)

Memoria: 32 GB DDR5

Archiviazione dati: sSD DA 512 GB

Scheda di acquisizione integrata per il feed video in diretta

Questi componenti rappresentano alcune delle parti di computer più avanzate attualmente disponibili. I processori Intel i9 e la memoria DDR5 sono solitamente utilizzati solo nelle attività più impegnative per i computer, come l'editing video digitale e l'animazione 3D. In questa applicazione, sapevamo che solo i componenti più potenti sarebbero stati sufficienti.

La star dello spettacolo, tuttavia, è l'unità di elaborazione grafica (GPU) Nvidia RTX A4500. Le GPU sono tipicamente impiegate nei PC dedicati ai giochi, dove la loro capacità di eseguire più processi in parallelo consente di renderizzare interi mondi virtuali. L'elaborazione in parallelo le rende eccellenti anche per l'apprendimento automatico e gli algoritmi di intelligenza artificiale, che si basano sul confronto di migliaia di immagini per riconoscerne gli schemi. Questo programma di intelligenza artificiale riconosce rapidamente le lesioni del colon-retto confrontando le immagini del video in diretta con la memoria del loro aspetto.

Ma l'analisi delle lesioni colorettali non è l'unico ambito in cui l'hardware di Cybernet fa la differenza. Dalle profondità del corpo umano, passiamo ora alla superficie della pelle, dove abbiamo contribuito a creare un dispositivo in grado di misurare i minimi cambiamenti nei vasi sanguigni del corpo.

IA e valutazione della microcircolazione

La microcircolazione è il flusso sanguigno attraverso i vasi più piccoli del sistema circolatorio del corpo. Questi capillari, arteriole e venule sono spesso la prima parte del sistema circolatorio a essere influenzata da malattie o farmaci. Tuttavia, rilevare questi cambiamenti e determinare se sono positivi o negativi è un'altra sfida.

Esame del microcircolo con l'AI

Ancora una volta, l'intelligenza artificiale viene utilizzata per ottenere ciò che l'occhio umano non può fare. Il software AI, utilizzando i dati visivi di un microscopio video e di uno spettrometro, è in grado di esaminare i capillari della pelle di una persona, monitorando i marcatori ottici dell'apporto di ossigeno. Questi marcatori, come la densità capillare funzionale (FCD), la velocità del flusso capillare (CFV) e la saturazione di ossigeno degli eritrociti microvascolari (SmvO2), sono tutti indicatori critici di quanto sia forte e sano il flusso sanguigno di un paziente.

Confrontando questi dati prima e dopo il trattamento, gli operatori possono identificare se le condizioni del paziente stanno migliorando o peggiorando. In quest'ultimo caso, può fungere da allarme precoce, avvertendo gli operatori sanitari che il loro trattamento non è

che il trattamento non sta funzionando e che è necessario provare qualcosa di diverso.

Specifiche tecniche

Ancora una volta, Cybernet Manufacturing è stata chiamata a costruire un dispositivo in grado di supportare questo software AI. La nostra soluzione è stata questa:

Processore: Intel i5-1145G7

GPU: Grafica Intel integrata per l'elaborazione dell'intelligenza artificiale

Memoria: 16 GB DDR4

Archiviazione dati: 512 GB SSD

Spettrometro e microscopio integrati

Si può notare che questo dispositivo è meno potente del computer precedente. Questo per due importanti motivi. In primo luogo, l'esaminatore del microcircolo non ha bisogno di lavorare in tempo reale. Raccoglie invece i dati delle immagini dallo spettrometro e dal microscopio e poi passa alcuni minuti a rivedere i dati prima di determinare quali cambiamenti si sono verificati.

In secondo luogo, l'aspetto più critico è che il dispositivo è portatile. Essendo più piccolo e leggero, è molto più facile da trasportare e utilizzare. Un operatore sanitario può scansionare i capillari del paziente con lo spettrometro e il microscopio allegati, anziché portare il paziente alla macchina, e ottenere i risultati in pochi minuti. La procedura non è inoltre invasiva, il che significa che i pazienti possono essere trattati in modo più rapido e confortevole.

Se questa tecnologia verrà adottata su larga scala, potrebbe essere utilizzata in applicazioni diverse dal monitoraggio dell'apporto di ossigeno nei capillari. Il monitoraggio della sepsi in evoluzione, la determinazione della tossicità della chemioterapia e l'assistenza all'ossigenazione extracorporea a membrana sono solo alcuni dei potenziali casi d'uso di questa tecnologia.

Conclusione

I dispositivi medici potenziati dall'intelligenza artificiale sono ora possibili grazie all'esperienza di Cybernet. Scoprite come abbiamo reso possibile il rilevamento di lesioni e la valutazione della microcircolazione.

L'IA, sempre più disponibile e versatile, diventerà sempre più comune nel settore sanitario. Presto potremmo vedere gli algoritmi di apprendimento automatico supportare gli operatori sanitari in quasi tutte le fasi del processo di cura del paziente. Indipendentemente dall'uso finale, Cybernet Manufacturing è pronta a fornire soluzioni hardware affidabili e robuste per il software sanitario alimentato dall'IA.

Se state cercando un produttore di computer medicali con cui collaborare o volete saperne di più sui nostri prodotti, contattate gli esperti di Cybernet Manufacturing. Il nostro personale è pronto a discutere le nostre qualifiche come partner e produttore di apparecchiature.