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Softwaredefinierte Workflows in Holoscan

Nvidia und Mathworks kooperieren für Medizintechnik-KI

13. Mai 2024, 10:12 Uhr | Ute Häußler

Die Kooperation von Mathworks und Nvidia wird die KI-Entwicklung in der Medizintechnik deutlich vereinfachen und damit schneller machen.

MathWorks integriert seine Matlab-Software in die Nvidia Holoscan-Plattform. Medizinprodukte-Entwickler sollen damit die Entwicklung von Analyse-Anwendungen und die Visualisierung von Streaming-Daten beschleunigen. In nur vier Schritten wird die bestehenden Codebasis für KI-Applikationen nutzbar.

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In Matlab können Entwickler ihre bestehende Algorithmen-Codebasis nutzen, um mithilfe der Nvidia Holoscan-Plattform innovative KI-Anwendungen zu entwickeln und bereitzustellen.

Es ist eine sehr gute Nachricht von der Software-Schmiede Mathworks; sie dürfte bei vielen Medizintechnik-Entwicklern für Erleichterung sorgen, wenn es um die Entwicklung und Integration von Anwendungen der Künstlichen Intelligenz für Medizingeräte geht. Mit der Nvidia-Kooperation können Ingenieure von Medizinprodukten ab sofort die Entwicklung und Bereitstellung von Anwendungen zur Analyse und Visualisierung von Streaming-Daten beschleunigen, indem sie bestehende Matlab-Algorithmen und -Funktionen in GPU-beschleunigte Nvidia Holoscan-Operatoren für Echtzeit-Datenverarbeitung und -Inferenz einbinden.

Komplexe Ausgangslage für KI-Technologie in der Medizintechnik

Medizinproduktehersteller müssen sich mit komplexen, sich ständig weiterentwickelnden globalen Vorschriften auseinandersetzen und dabei gleichzeitig mit rasant auf den Markt drängenden technologischen Innovationen sowie dem Einsatz modernster Materialien und Elektronik Schritt halten. Diese kollidierenden Faktoren führen dazu, dass viele Geräte kurz nach ihrer Markteinführung schon fast wieder veraltet und überholt sind. Dies hat die Verbreitung von Software as a Medical Device (SaMD) begünstigt. Das International Medical Device Regulators Forum definiert SaMD als »Software, die für einen oder mehrere medizinische Zwecke bestimmt ist und diese Zwecke erfüllt, ohne Teil eines Hardware-Medizinprodukts zu sein«. Um nach der Einführung auf dem Markt weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen SaMD-Produkte im Laufe der Zeit zusätzliche Softwarefunktionen integrieren können, weshalb Ingenieure einen Software-definierten Workflow für ihre Entwicklung konzipieren müssen.

David Niewolny, Director of Business Development für MedTech bei Nvidia, sagt:

»Durch die Bereitstellung einer nahtlosen Entwicklungserfahrung für Matlab-Entwickler innerhalb der medizinischen Holoscan-Plattform von Nvidia beschleunigen wir die KI-gestützte Innovation in der Medizintechnik.«

Nvidia Holoscan ist eine Sensorverarbeitungsplattform, die die Entwicklung und Bereitstellung von KI- und High-Performance-Computing-Anwendungen für Echtzeit-Erkenntnisse optimiert. Die Plattform ermöglicht es, die neuesten KI-Anwendungen in klinische Umgebungen zu bringen, indem sie eine umfassende Infrastruktur zur skalierbaren, Software-definierten Streaming-Datenverarbeitung am Endgerät bereitstellt.

Die Matlab-Integration in Holoscan erleichtert es Ingenieuren von Medizinprodukten, die vorhandenen integrierten Matrixoperationen und komplexen Toolbox-Funktionen für Bild- und Signalverarbeitung, Filterung, Transformationen und Deep-Learning-Algorithmen zu nutzen.

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In 4 Schritten zur Holoscan-Pipeline mit Matlab

Die Implementierung einer Holoscan-Pipeline mit Matlab erfordert vier Schritte:

die Erstellung einer Matlab-Funktion,
die Generierung von beschleunigtem CUDA-Code mithilfe des GPU Coder,
die Erstellung eines Holoscan-Operator-Wrappers und
der erneuten Kompilierung der Holoscan-Anwendung mit einem neuen MATLAB-Operator.

Auf diese Weise kann ein vollständig funktionsfähiger, Software-definierter Workflow für Medizinprodukte geschaffen werden. Zusätzliche integrierte Verifikations- und Validierungsfunktionen in Matlab und Holoscan ermöglichen es, dass die entwickelten Software-definierten Workflows den gesetzlichen Bestimmungen und Normen wie der IEC 62304 entsprechen.

»Mit Nvidia Holoscan können Ingenieure von nun an Matlab-Funktionen schreiben und tausendmal schneller ausführen«, betont David Rich, Director of Product Marketing bei MathWorks. »Unsere Zusammenarbeit wird die Innovation im Medizinproduktebereich weiter vorantreiben.« (uh)