Halbleiter in der Medizintechnik
GPUs als Medizin
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Supercomputer für neue Medikamente
Mitsui, eines der größten Unternehmen Japans, arbeitet mit Nvidia am Projekt Tokyo-1 (Bild 4). Die Initiative soll der pharmazeutischen Industrie helfen, mit einem neuen Nvidia-DGX-KI-Supercomputer an neuen Arzneimitteln zu forschen. Das Projekt bietet Unternehmen und Startups Zugang zu Nvidia-DGX-H100-Knoten, welche u. a. Molekulardynamik-Simulationen, das Training großer Sprachmodelle, Quantenchemie sowie generative KI-Modelle, die neuartige molekulare Strukturen für potenzielle Medikamente erzeugen, und mehr unterstützen. Benutzer von Tokyo-1 können auch große Sprachmodelle für Chemie-, Protein-, DNA- und RNA-Datenformate über die Nvidia-BioNeMo-Drug-Discovery-Software nutzen.
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Die KI-Plattform Clara
Auf der GTC 2023 präsentierte Nvidia auch die neuesten Fortschritte seiner Clara-Plattform und zeigte stolz, wie Healthcare-Unternehmen und Forscher bereits heute mit der Software und den angeschlossenen Diensten entwickeln, integrieren und übernehmen, um die Entwicklung neuer medizinischer Geräte, Arzneien, Genomik und Bildgebung zu beschleunigen. Nvidia Clara ist eine Suite von Software und Diensten; das Ökosystem umfasst BioNeMo für die Wirkstoffforschung, Holoscan für medizinische Geräte, Parabricks für die Genomik und Monai als Standard für die medizinische Bildgebung. Mit Nvidia Clara haben MedTech-Forscher und Unternehmen kürzlich Blaupausen für zwei neuartige Proteine mit BioNeMo erstellt, eine neuartige Operation mit Holoscan durchgeführt und Monai-basierte Produkte in der Radiologie bereitgestellt.
Nieren-OP mit Holoscan
Millionen medizinischer Geräte werden täglich in Krankenhäusern eingesetzt, um robotergestützte Operationen, Strahlentherapie, CT-Scans und mehr zu ermöglichen. Nvidia Holoscan – eine skalierbare, softwaredefinierte KI-Computing-Plattform zur Verarbeitung von Echtzeitdaten am Edge – beschleunigt diese Geräte, um die für KI in einem klinischen Umfeld erforderlichen Inferenzen mit geringer Latenz zu liefern.
In einem wegweisenden Schritt brachten Ärzte des belgischen Chirurgie-Trainingszentrums ORSI erstmals Nvidia Holoscan in den Operationssaal, um eine robotergestützte Operation durchzuführen. Im Onze-Lieve-Vrouw-Krankenhaus entfernten Urologen erfolgreich die Niere des Patienten mit dem da-Vinci-Chirurgiesystem. Sie nutzten dabei CT-Bilder der Patientenanatomie als Augmented-Reality-Überlagerung, welche in Echtzeit und mit KI gerendert sowie über Holoscan angereichert wurde. Die Videoeinblendung ermöglichte es den Chirurgen, die Gefäß- und Gewebestrukturen des Patienten, die während des Eingriffs durch die chirurgischen Instrumente verdeckt waren, deutlich zu sehen und präziser zu operieren.
Moderne Medizintechnik ohne Nvidia?
Für Nvidia ist Medizintechnik und Healthcare ein klarer Wachstumsmarkt: Auf der GTC 2023 wurde erneut deutlich, wie tief das Unternehmen technologisch bereits heute MedTech-Anwendungen durchdrungen hat und wie neue Technologien und Partnerschaften die Branche weiter prägen sowie die Forschung, Diagnose und Behandlung von Krankheiten voranbringen sollen. Wer den Keynotes und Branchen-Talks zuhört, könnte fast den Eindruck gewinnen, dass medizinischer Fortschritt ohne Komponenten und Dienste von Nvidia undenkbar werden soll.
Nvidia im Healthcare-Bereich
Medizinische Bildgebung: Besonders schnelle und performante Med-GPUs und KIs von Nvidia helfen, die Analyse von medizinischen Bildern, vor allem in der Radiologie, zu verbessern. Dies ermöglicht eine schnellere und genauere Diagnose von Krankheiten wie Krebs, Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen. Das Unternehmen hat Partnerschaften mit MedTech-Geräteherstellern wie Siemens Healthineers und Canon Medical geschlossen, um seine Technologie in der medizinischen Bildgebung zu integrieren.
Medikamenten-Forschung: Nvidia beschleunigt mit seinen GPUs und KI-Anwendungen auch die Arzneimittelentwicklung – es arbeitet mit verschiedenen Pharmaunternehmen zusammen, um die Entdeckung neuer Wirkstoffe zu beschleunigen und die Wirksamkeit von bereits vorhandenen Medikamenten zu verbessern.
Personalisierte Medizin: Nvidia hat die Clara-Plattform entwickelt, die KI und ML nutzt, um personalisierte Medizin zu ermöglichen. Die Plattform unterstützt Forschende bei der Auswertung großer Datensätze, kann Daten aus verschiedenen Quellen sammeln, analysieren und zielgerichteten Diagnose und Behandlung von Patienten verbinden.
Genomik: Bei der Sequenzierung des menschlichen Genoms können durch den Einsatz von GPUs Genomdaten schneller und effizienter analysiert werden. Das führt zu schnelleren Diagnosen und hilft bei der Entdeckung und Evaluation neuer, bisher unbekannter Behandlungsmethoden.
Robotik in der Chirurgie: Nvidia arbeitet mit medizinischen Robotik-Anbietern wie Intuitive Surgical zusammen, um KI in robotischen chirurgischen Systemen zu integrieren. Die Kombination soll chirurgische Eingriffe präziser und sicherer gestalten sowie auch Operationszeiten verkürzen.
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