Clara Holoscan: Nvidias Computing-Plattform für die Medizin von morgen

Unter dem Namen Clara vereint Nvidia Hardware und Software-Frameworks aus dem Medizinsektor. Mit Clara Holoscan stellt das Unternehmen jetzt eine neue Computing-Plattform vor, die Leistung von einem Jetson AGX Orin und einer RTX A6000 erhält, um darüber medizinische Geräte wie Ultraschall, Endoskop oder CT laufen zu lassen.

Nvidia ist breiter im Medizinsektor aufgestellt, als man es dem Unternehmen mit Blick auf das restliche Portfolio vielleicht zutraut. Das Anwendungs-Framework Clara kommt aber zum Beispiel bei der KI-gestützten Bildverarbeitung etwa im Rahmen der Diagnostik, der Genomforschung, der Arzneimittelforschung und -entwicklung sowie der Überwachung smarter Krankenhäuser reihenweise zum Einsatz. Für die Anbindung medizinischer Geräte hat Nvidia bislang das Clara AGX (Devkit) im Sortiment, das mit Xavier-SoC samt Volta-GPU sowie zusätzlich einer RTX 6000 ausgestattet ist.

Clara Holoscan erhält Upgrade auf Orin

Zur Herbstausgabe der GTC kommt Clara Holoscan hinzu, das die RTX 6000 mit aktueller Turing-Architektur übernimmt, beim SoC aber den Wechsel zu Orin vollzieht. Orin ist ein Ende 2019 vorgestellter und von Samsung in 8LPP gefertigter Chip mit 17 Milliarden Transistoren, der 12 Cortex-A78AE mit einer integrierten Ampere-GPU für eine Rechenleistung von je nach TDP-Konfiguration rund 200 TOPS (INT8) vereint. Die neue Computing-Plattform ist dafür ausgelegt, die Software-definierte Ende-zu-Ende-Verarbeitung von einfließenden Daten medizinischer Geräte unter den eingangs erwähnten Anwendungsszenarien zu ermöglichen.

Ein Workflow mit Clara Holoscan als Beispiel

Der Input kann zum Beispiel mittels Ethernet über ein ConnectX Smart-NIC des vor zweieinhalb Jahren übernommenen Unternehmens Mellanox oder aber PCI-Express-Karten von Drittanbietern erfolgen. GPUDirect RDMA (Remote Direct Memory Access) bringt die Daten über eine Pipeline mit niedriger Latenz direkt zur GPU, wo CUDA-X und Nvidias Triton Inference Server Physikberechnungen beschleunigen und aus den Rohdaten der Sensoren Bilder erzeugen, etwa von Röntgengeräten, CT-Scannern oder Ultraschallgeräten. Mittels Triton können Objekte erkannt, klassifiziert, segmentiert und verfolgt werden. Neue Daten können mit denjenigen früherer Untersuchungen auf Basis von Nvidias cuCIM-Bibliothek verknüpft werden, um die Historie des Patienten visuell abzubilden. Der Clara Render Server kann im letzten Schritt aus den Daten interakive 3D-Modelle für Prognosen ausgeben, die im Nvidia Omniverse oder in AR mittels CloudXR betrachtet werden können. Einzelne Organe oder Erkrankungen wie Tumore sollen Mediziner so hochauflösend und aus allen Perspektiven analysieren können.

Offen für externe medizinische Geräte

Clara Holoscan ist laut Nvidia skalierbar ausgelegt und lässt sich je nach Bedarf in unterschiedlichen Konfigurationen betreiben. Neben Ethernet und PCIe gibt es Schnittstellen wie HDMI, Wi-Fi, 4K SDI und CoaXPress. I/O-Karten werden auch von Medizin-Startups wie AJA Video Systems für die Endoskopie und die Visualisierung von Operationen, KAYA Instruments für die Mikroskopie sowie us4us für Ultraschallgeräte unterstützt. An Clara Holoscan können für mehr Rechenleistung von Nvidia zertifizierte Edge-Server sowie leistungsstarke DGX-System im lokalen Datacenter oder in der Cloud angehängt werden.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von Nvidia unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungszeitpunkt.