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새로운 NVIDIA Clara AI 툴킷을 통해 개발자는 의료 이미징 애플리케이션을 구축 및 배포하여 지능형 기기와 자동화된 의료 워크플로우를 만들 수 있습니다.

오늘날의 병원에서 의료 영상 기술 지원 담당자는 CT 스캔, MRI 스캔 및 진단 프로세스에 사용되는 기타 영상의 사용 증가로 인한 워크로드를 처리하기 위해 경쟁하고 있습니다. 대형 병원 시스템에서는 비교적 적은 수의 기술자가 하루에 수백 또는 수천 건의 스캔을 처리해야 할 수 있습니다. 이러한 과중한 업무에 시달리는 기술자들은 증가하는 양을 감당하기 위해 복잡한 이미지를 분석하고, 감지하기 어려운 이상 징후를 식별하며, 질병의 징후를 찾아내는 과정을 지원하는 툴이 필요합니다.

점점 더 많은 의료 기관이 이러한 요구를 해결하기 위해 인공 지능을 찾고 있습니다. 딥 러닝 기술을 통해 AI 시스템은 이제 의료 영상 워크플로에 수반되는 부담을 덜어주는 디지털 어시스턴트 역할을 하도록 훈련될 수 있습니다. 이는 숙련된 전문가를 대체하기 위해 AI를 사용하는 것이 아닙니다. AI를 사용하여 워크플로를 간소화하고, 효율성을 높이고, 행렬이 즉각적인 주의가 필요한 사례를 식별할 수 있도록 돕는 것입니다. 병원 IT는 인프라스트럭처를 AI에 대비하도록 전략을 수립해야 합니다. NVIDIA와 미국영상의학회(American College of Radiology)는 파트너십을 통해 수천 명의 방사선 전문의가 수천 개 병원의 방대한 네트워크에서 자체 데이터를 사용하여 자체 시설에서 AI를 만들고 사용할 수 있도록 지원합니다.

이러한 AI 기반 도구 세트 중 하나는 하이브리드(임베디드, 온프레미스 또는 클라우드) 컴퓨팅 환경을 위한 의료 이미징 애플리케이션을 개발할 수 있는 확장 가능한 개방형 컴퓨팅 플랫폼인 NVIDIA Clara AI입니다. NVIDIA Clara AI의 기능을 통해 병원은 지능형 기기와 자동화된 의료 워크플로를 생성할 수 있습니다.

Clara AI 툴킷

조직이 Clara AI를 활용할 수 있도록 NVIDIA는 Clara Deploy SDK를 제공합니다. 이 헬름 패키지 소프트웨어 개발 키트에는 쿠버네티스에서 포괄적인 의료 영상 처리 워크플로를 제공하기 위해 함께 작동하는 NVIDIA GPU Cloud(NGC) 컨테이너 모음이 포함되어 있습니다. NGC 컨테이너 이미지는 Dell EMC PowerEdge C4140 및 Dell EMC PowerEdge™™ R740xd와 같은 NGC Ready GPU 가속 시스템에 최적화되어 있습니다.

Clara AI 컨테이너에는 컴퓨팅, 그래픽 및 AI를 위한 GPU 가속 라이브러리가 포함되어 있습니다. 이미지 처리 및 렌더링을 위한 예제 응용 프로그램; CT, MRI 및 초음파 데이터에 대한 계산 워크플로. 이러한 기능은 Docker 및 Kubernetes를 활용하여 의료 영상 워크플로를 오케스트레이션하고 PACS(사진 보관 및 통신 시스템)에 연결하거나 의료 기기 애플리케이션을 확장합니다.
 

그림 1. Clara AI Toolkit 아키텍처

Clara AI Toolkit은 의료 영상 워크플로에서 AI를 채택하는 데 방해가 되는 장벽을 낮춥니다. Clara AI Deploy SDK에는 다음이 포함됩니다.

• 병원 PAC 시스템과 통신하기 위한 DICOM 어댑터 데이터 수집 인터페이스
• 워크플로 배포 및 개발을 위한 리소스 오케스트레이션 및 관리를 위한 핵심 서비스
• 사용자 정의 데이터와 함께 있는 그대로 사용하거나 사용자 정의 AI 알고리듬으로 수정할 수 있는 레퍼런스 AI 애플리케이션
• 진행 상황을 모니터링하고 결과를 볼 수 있는 시각화 기능

툴킷용 서버 플랫폼

NVIDIA Clara AI를 활용하려는 조직을 위해 Dell EMC는 Clara AI Toolkit을 지원하는 강력한 GPU 가속 서버 플랫폼인 Dell EMC PowerEdge R740xd 랙 서버 및 Dell EMC PowerEdge™™ C4140 랙 서버를 제공합니다.

PowerEdge R740xd 서버는 스토리지 확장성과 성능의 균형을 제공합니다. NVMe 드라이브 및 NVIDIA GPU를 지원하는 이 2U 2소켓 플랫폼은 Clara AI 및 의료 영상 워크로드의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. PowerEdge C4140 서버는 가장 까다로운 워크로드를 위해 설계된 가속기 최적화된 1U 랙 서버입니다. 4개의 GPU를 지원하는 이 초고밀도 2소켓 서버는 AI, 머신 러닝 및 딥 러닝을 비롯한 인지형 워크로드의 과제를 해결하도록 설계되었습니다.

Dell EMC의 HPC & AI Innovation Lab에서는 Red Hat Enterprise Linux를 실행하는 GPU 가속 서버에서 CT 장기 분할 및 CT 간 분할과 함께 Clara AI Toolkit을 사용했습니다. 이 테스트를 위해 NIH Cancer Image Archive https://www.cancerimagingarchive.net/ 에서 일련의 2D 의료 이미지인 복부 CT 스캔 데이터를 수집 했습니다. Clara AI Toolkit의 도구를 사용하여 먼저 수집을 위해 DICOM 시리즈를 변환하고 CT 스캔(장기 분할)에서 개별 장기를 식별하는 워크플로우를 실행했습니다.

다음으로, 워크플로우는 이러한 분할된 장기를 입력으로 사용하여 이상을 식별할 수 있습니다. 분석이 완료되면 시스템은 Clara Render Server에서 볼 수 있는 MetaIO 주석이 달린 3D 볼륨 렌더링과 ORTHANC 또는 Oviyam2와 같은 의료 이미지 뷰어와 나란히 비교할 수 있는 DICOM 파일을 모두 생성합니다. Clara AI Toolkit에 포함된 도구는 AI의 힘을 활용하려는 의료 영상 환경에서 사용할 수 있는 발판을 제공합니다.
 

 
그림 2: Oviyam2 Viewer, Clara AI 처리와 원본 CT 스캔을 나란히 시연

작업에 참여하는 Clara AI

NVIDIA에 따르면 Clara AI는 비교적 새로운 제품이지만 3월에 출시되어 6월에 정식 출시되었으며 오하이오 주립 대학, 국립 보건원, 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스를 포함한 일부 주요 의료 기관에서 이미 사용되고 있습니다.

미국 국립보건원(National Institutes of Health Clinical Center)과 엔비디아(NVIDIA) 과학자들은 클라라 AI를 사용해 MRI에서 주변 조직으로부터 전립선을 분할하는 도메인 일반화 방법을 개발했습니다. 엔비디아 블로그에 따르면 이 현지화된 모델은 "방사선 전문의와 유사한 성능을 달성했으며 동일한 도메인의 데이터로 훈련되고 평가된 다른 최첨단 알고리즘을 능가했다"고 합니다.

이러한 얼리 어답터에서 알 수 있듯이 NVIDIA Clara AI는 의료 이미징을 위한 대규모 딥 러닝을 지원하기 위해 AI를 활용하려는 조직에 잠재적으로 많은 가치를 제공할 수 있는 플랫폼입니다.
 

 
그림 3: Clara AI Toolkit으로 식별된 분절된 간의 질환

자세히 알아보기

NVIDIA Clara의 기능을 자세히 살펴보려면 다음 링크를 방문하십시오.

• Clara AI 툴킷 다운로드 페이지:
  • https://developer.nvidia.com/clara-medical-imaging 
• 기술 개발자 블로그
  • https://devblogs.nvidia.com/annotate-adapt-model-medical-imaging-clara-train-sdk/
• 개발자 뉴스:
  • https://news.developer.nvidia.com/nvidia-clara-train-sdk-now-available/
• NVIDIA Clara 플랫폼.
  • https://news.developer.nvidia.com/nvidia-clara-platform-augmenting-radiology-with-ai/