用FPGAs推動醫療技術發展
探索 FPGAs 在提高診斷準確性、加速醫學影像流程以及驅動精密醫療設備以改善患者護理方面的變革性角色。
將FPGAs整合到醫療保健創新中
現場可程式設計門陣列(FPGAs)由於其無與倫比的靈活性和成本效益而在醫療設備開發中越來越受到青睞。與特定應用積體電路 (ASIC) 不同,FPGAs避免前期的非經常性工程 NRE 成本和最小訂購量,提供無風險的設計流程,能夠重新程式設計以實現反覆運算改進和標準演進。與特定應用標準產品(ASSP)相比,FPGAs提供了卓越的設計靈活性和集成選項,使製造商能夠區分其產品並快速適應市場需求。至關重要的是,FPGAs支援較長的產品生命週期,防止過時,並根據需要進行現場升級。無論是設計診斷影像系統還是患者監護裝置,FPGAs都能提供可靠、適應性強的解決方案,確保關鍵醫療保健應用的最佳效能與使用壽命。
FPGA醫療保健的優勢
實時數據處理
FPGAs允許即時圖像處理,對於磁共振成像 (MRI)、計算機斷層掃描 (CT) 和超音波等醫學成像系統的準確診斷和及時決策至關重要。
高可定製性和靈活性
FPGAs具有高度可定製的功能,因此能夠創建針對特定醫療應用量身定做的專業硬體。這種靈活性使醫療保健公司能夠跨產品線擴展架構,從而獲得更高的投資回報。
平行處理能力
從內窺鏡和機器人手術系統到基因組學和生物資訊學,FPGAs的並行處理功能可為整個醫療保健領域提供更快的處理速度和實時診斷。
省電效率
低功耗和小尺寸FPGAs可能比通用處理器更節能,後者對於患者監護儀、輸液泵和心臟起搏器等攜帶型或植入式醫療設備至關重要。
邊緣醫療 AI
人工智慧正在透過實現即時影像分析、持續患者監護和個人化診斷等進階功能來轉變醫療保健。現場可程式化門陣列 (FPGAs) 特別適合直接在照護點加速這些 AI 驅動的任務,提供高效能、適應性和能源效率。透過 FPGAs,醫療保健提供者可以充分利用 AI 的潛力,打造出不僅更智慧,而且更能適應不斷變化的醫療保健需求的解決方案。
即時影像分析
借助 FPGAs,AI 演算法可以高速分析內視鏡程式、X 光、CT/PET 掃描、MRI 和其他成像數據,為醫療保健專業人員提供即時反饋。此功能對於具有時效性的診斷至關重要,因為快速、準確的見解可以帶來更好的患者結果。
增強的診斷和治療個人化
FPGAs啟用 AI 驅動的患者數據分析,從而實現增強診斷和自定義治療計劃。透過直接在邊緣處理數據,FPGAs 可以根據對患者狀況的即時洞察,支援個人化的治療建議。此功能可説明提供者提供更具針對性和有效的護理,從而改善健康結果。
基於邊緣的持續監控
FPGAs促進本地化的 AI 處理,允許在不依賴雲端的情況下持續監測生命徵象。這種裝置上處理可減少延遲並增強隱私,即使在遠端或家庭護理環境中,也能及時偵測心律失常或呼吸改變等異常情況。
實際應用
醫療視訊與視覺
FPGAs在醫療視訊和視覺應用中至關重要,可實時處理高解析度影像和視訊數據。它們可提升影像品質、提取特徵,並壓縮內窺鏡和超音波機器等設備中的數據,有助於實現準確的診斷和手術精度。它們的可重新配置性還允許成像演算法的持續更新和優化,從而改善患者護理和結果。
診斷成像
FPGAs提供 MRI、CT 和 PET 掃描等先進設備所需的高速實時處理,是實現影像系統的核心。它們支援複雜的圖像增強技術,例如降噪和邊緣檢測,從而提高診斷圖像的品質和準確性。它們對於高速信號處理、晶元到晶元數據傳輸和圖像重建至關重要,以獲得最高品質的圖像,從而實現正確的患者診斷和治療。
臨床系統
FPGAs能夠提供即時數據處理和高效能運算,因此有助於增強臨床系統。它們是臨床設備的關鍵元件,例如患者監測、呼吸健康和除顫器。FPGAs能夠以低功耗和低成本實現快速數據分析、安全數據加密和連接。其可重新配置的特性使臨床系統能夠適應新的醫療協定,並結合用於診斷和決策支持的先進演算法。
基因組學和實驗室
FPGAs顯著增強了基因組學和實驗室環境中的數據處理能力,從而能夠快速有效地分析複雜的遺傳資訊。它們執行並行計算的能力使其成為處理下一代測序 (NGS) 技術產生的大量數據的理想選擇。FPGAs還可以對複雜的分析執行數據處理,例如細胞術和質譜分析。
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FPGA 裝置
適用於高級醫學成像/超聲和實驗室
適用於醫療視訊系統和高效能成像/超音波
用於臨床系統和患者監護