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行業(yè)趨勢(shì)

人工智能（AI）正在改變醫(yī)療診斷和治療效率。美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)圖書館研究表明：“腺瘤檢出率（ADR）每提高1%，間隔期結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)可降低多達(dá)3%。”這凸顯了AI在內(nèi)窺鏡手術(shù)中的重要作用，早期準(zhǔn)確檢測(cè)可顯著改善結(jié)果。與此同時(shí)，全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)如美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）正對(duì)AI醫(yī)療設(shè)備提出更嚴(yán)格的要求。強(qiáng)調(diào)必須提高算法的準(zhǔn)確性、靈敏度和特異性，以保障臨床應(yīng)用的安全性、穩(wěn)健性與有效性。因此，計(jì)算平臺(tái)支持AI模型的可升級(jí)性對(duì)于設(shè)備在整個(gè)生命周期內(nèi)保持合規(guī)性和有效性至關(guān)重要。

應(yīng)用挑戰(zhàn)

為了加快邊緣AI開發(fā)，配備垂直領(lǐng)域?qū)Ｓ密浖褩５莫?dú)立顯卡在解決方案迭代中發(fā)揮著重要作用。然而，這些通常需要配備標(biāo)準(zhǔn)PCIe擴(kuò)展卡的全尺寸主板，從而導(dǎo)致系統(tǒng)占用空間較大，不適合緊湊型或移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備。另一方面，較小尺寸的主板往往缺少支持外部AI加速器所需的高速接口，在空間受限的醫(yī)療場(chǎng)景中難以承載進(jìn)階AI工作負(fù)載。此外，醫(yī)療設(shè)備通常需要同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，例如圖像采集、實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)后處理、AI推理和多屏顯示等，導(dǎo)致系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，布線密集。這種復(fù)雜性不僅增加了部署難度，更增加了臨床環(huán)境中操作錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

解決方案

為了解決這些限制，客戶選擇了研華高端嵌入式單板電腦（ESBC），它支持MIOe-UMXM和MIOe-TCPD擴(kuò)展模塊。

標(biāo)準(zhǔn)化電纜擴(kuò)展增強(qiáng)移動(dòng)內(nèi)窺鏡AI性能

研華MIO-5379嵌入式單板采用 USB4 技術(shù)，可通過USB、DisplayPort 及 PCI Express Gen.3 x4 實(shí)現(xiàn)高速傳輸，通過單根電纜提供高達(dá)40 Gb/s的帶寬。這種高度集成的高性能接口使開發(fā)者能在維持強(qiáng)大AI算力的同時(shí)壓縮系統(tǒng)體積。當(dāng)搭配MIOe-UMXM擴(kuò)展模塊的USB4接口時(shí)，MIO-5379可在緊湊空間內(nèi)支持外接GPU與AI加速卡，無需重新設(shè)計(jì)整機(jī)架構(gòu)。這種基于線纜的柔性擴(kuò)展方案顯著提升配置靈活性，特別適合緊湊型AI醫(yī)療內(nèi)窺鏡設(shè)備。

USB Type-C 簡(jiǎn)化臨床系統(tǒng)設(shè)計(jì)

臨床環(huán)境空間有限，為了減少布線的復(fù)雜性，客戶需要一種簡(jiǎn)單又不影響性能的連接方案。

研華通過將配備USB Type-C的MIOe-TCPD擴(kuò)展模塊集成至MIO-5379單板電腦，實(shí)現(xiàn)單線融合顯示信號(hào)傳輸（Alternate Mode）、觸摸屏USB通信及高達(dá)100W電力傳輸。這種標(biāo)準(zhǔn)化單線集成設(shè)計(jì)大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，降低部署成本與空間占用，提升了可靠性，充分滿足現(xiàn)代臨床場(chǎng)景的嚴(yán)苛需求。

應(yīng)用成果

客戶最終敲定采用MIO-5379單板電腦搭配MIOe-UMXM與MIOe-TCPD擴(kuò)展模塊的組合方案。該配置成功打造出緊湊型高性能解決方案——既支持外置GPU擴(kuò)展提升算力，又通過Type-C PD簡(jiǎn)化醫(yī)療場(chǎng)景部署。最終打造出的下一代移動(dòng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，不僅能升級(jí)AI功能，節(jié)省空間，還能滿足臨床需求，符合不斷更新的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。