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从硬件到软件:医疗影像发展新趋势

2012年11月28日 08:35 次阅读

  电子发烧友网讯:当代家庭使用照片和视图交流的方式足以让我们的祖父辈感到惊奇。我们当中的许多人都使用手机采集和分享高分辨率视频,记录下几乎每一个重要时刻。通过强大的人脸识别软件,我们可以选择自动标记人脸,用以组织我们的图像文件。

  十五年前,只有专业人士才能使用各种安装有专业软件的专业工作站来执行复杂的图像处理任务,而现在我们仅凭借口袋中的设备就可以执行大部分任务。而这种改变了家庭照片和视频交流方式的复杂技术也正在实现新的医疗影像方式。

  从硬件到软件

  以前,无论是X射线、超声还是核磁共振,医疗影像技术的发展主要由设备的进步来推动。例如,二十世纪早期X射线技术的发展。从最初1904年发明的真空管,到热电子二极管,再到1913年发明的Coolidge 型X射线管,X射线管的先驱者从每次更迭中汲取经验,测试不同的管径和温度,直到发现最佳组合。Coolidge管这种形式一直沿用至今。

  强大而低廉的标准硬件与专用软件组合将成为本世纪的主导发展力量。这一变化主要归因于四大驱动因素。

  1. 指数型硬件增长:由于来自消费电子产品(例如游戏行业和移动通信行业)的压力,硬件处理速度呈指数型增长。图形处理单元(或GPU)不仅用于游戏行业,同时正日益取代CPU或与其协作用于通用计算。GPU技术的迅猛发展和标准编程语言的涌现使我们更有机会充分利用软件进步。现在人们能够以史无前例的速度处理大量的图像。通过硬件和软件的适当组合,可以实现某些应用所必须的实时处理能力。

  2. 使用软件取代昂贵的硬件并降低成本:通过与合适的硬件结合时,目前的软件可以提供高性价比地先进功能,而此前获取这些功能需要购置昂贵的专用硬件。例如,超声扫描转换最初是由硬件完成的过程。现在这一过程可以通过先进的图像处理软件完成。此外,软件可以在无需患者在场的情况下操作图像,展示额外的详细信息和病理学信息,同时最大限度提高昂贵设备的生产力。

  3. 超声技术的兴起:鉴于超声技术的低成本、机动性和非电离特性,目前执业医师将超声技术广泛应用于临床检查,而10年前,这些临床检查所涉及的程序非常繁琐,而且可能需要大剂量照射。虽然设备进步促进了超声技术的广泛应用,但图像增强软件的进步提高了诊断能力。高级图像处理软件最初是为了降低核磁共振影像的噪声而开发的,现在通过降噪和器官边缘锐化使超声影像发生了革命性的变化,推动超声技术成为主要诊断工具。利益相关者将继续推动这一影像技术向前发展。

  4. 个性化定制需求:不同医院和地区的临床医师通常在图像采集和分析方面拥有特定偏好。一些个人或群体喜欢柔化边缘,而其他用户认为消除斑点是最重要的图像增强任务。随着成功的设备制造商为大量的医疗中心和医院提供设备,他们必须具备对设备进行定制能力,才能在全球取得成功。制造商可以通过软件,并根据最终用户的偏好来定制设备,即提高了销量又最大程度地提高了每个产品的投资回报率。最终,这种定制将实现更高的诊断价值。

  摩尔定律

  十年前,标准影像设备无法支持软件的最新发展。基于复杂算法的新影像技术不得不与所依赖的硬件的发展同步。由于从2002年起标准硬件的巨大进步,许多影像设备仅需更换软件即可升级。有鉴于此,许多医疗设备制造商无需大量的投资或繁琐的硬件升级安装,即可利用最新的影像进步成果,并且可以与独立开发商合作改造现有工具。

  摩尔定律以英特尔联合创始人戈登.E.摩尔命名,其内容为每隔18个月左右集成电路的处理能力将提升一倍。根据目前维基百科中摩尔定律的条目,“摩尔定律描述了20世纪后期和21世纪初期的技术和社会变革的推动力。”例如,多核GPU和其他强大硬件的激增。该特定进步实现了以前无法实现的大量图像处理操作,开创了医疗图像处理的新纪元。与我们曾经认为最先进的2D滤波相比,现在的3D超声图像容量的实时自适应滤波将提供更优秀的图像质量。通过先进的3D渲染软件,临床医师可以生成父母喜欢的“娃娃脸”图像,揭开了医疗影像史和家庭相册的新篇章。

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摩尔定律放缓,看科学家另辟他径挖掘芯片性能

《纽约时报》近日刊文称,由于硅半导体的发展趋近物理极限,芯片性能的提升越来越困难,于是一些计算科学家...

发表于 2016-11-07 15:31 114次阅读
摩尔定律放缓,看科学家另辟他径挖掘芯片性能

摩尔定律无效?科学家如何另辟他径挖掘芯片性能

由于硅半导体的发展趋近物理极限,芯片性能的提升越来越困难,于是一些计算科学家开始研究如何依靠新的算法...

发表于 2016-11-07 10:02 195次阅读
摩尔定律无效?科学家如何另辟他径挖掘芯片性能

摩尔定律或以“虚拟”形式继续生效 1nm制程会出...

“半导体行业将再度迎来另外三十年增长周期,”Lu在接受采访时预测称。“我们将亲眼目睹‘实质性’1纳米...

发表于 2016-11-04 15:56 196次阅读
摩尔定律或以“虚拟”形式继续生效 1nm制程会出...

美国组专家团队能找回半导体产业主导优势吗?

美国科技业创新成为主导全球网络产业的最庞大势力,也推翻许多传统产业,特别是中介服务业,使得全球政府与...

发表于 2016-11-03 10:20 149次阅读
美国组专家团队能找回半导体产业主导优势吗?

一文读懂SIP与SOC封装技术

从集成度而言,一般情况下, SOC 只集成 AP 之类的逻辑系统,而 SIP 集成了AP+mobil...

发表于 2016-10-29 14:40 2750次阅读
一文读懂SIP与SOC封装技术

关于量子计算机 13位行业专家这么说

现在,除了实验室、政府和大大小小的各类公司,投资者们,无论是来自硅谷还是来自华尔街,都想把商业化的量...

发表于 2016-10-27 14:44 798次阅读
关于量子计算机 13位行业专家这么说

7nm处理器是极限么?

从芯片的制造来看,7nm就是硅材料芯片的物理极限,到了7nm节点即使是finfet也不足以在保证性能...

发表于 2016-10-21 14:46 3130次阅读
7nm处理器是极限么?

AMD推新款GPU以满足VR/AR未来于医疗影像...

为抢攻虚拟实境(VR)/扩增实境(AR)医疗影像应用市场,AMD祭出新款基于Polaris架构的嵌入...

发表于 2016-10-17 11:17 248次阅读
AMD推新款GPU以满足VR/AR未来于医疗影像...

1nm晶体管诞生 摩尔定律或将走到尽头了

最近,美国劳伦斯•伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Labor...

发表于 2016-10-10 10:29 634次阅读
1nm晶体管诞生 摩尔定律或将走到尽头了

给芯片商的最后通牒:你的传统发展空间已不足1纳米

几十年来芯片制造商一直都在与摩尔定律苦苦斗争——不能做出更小的晶体管,生存就面临威胁。但是现在,这一...

发表于 2016-10-10 08:58 209次阅读
给芯片商的最后通牒:你的传统发展空间已不足1纳米

1纳米晶体管诞生 摩尔定律有救?

台积电共同执行长刘德音先前在出席活动时才透露,目前已组成团队着手3 纳米研发,业界一片惊奇,而且现在...

发表于 2016-10-08 14:51 553次阅读
1纳米晶体管诞生 摩尔定律有救?

原创:充电桩行业的乱象,来自当年一个决定

发表于 2016-09-14 09:49 1345次阅读
原创:充电桩行业的乱象,来自当年一个决定

他们都坚信摩尔定律未死 AMD跟Intel工艺之...

不管Intel嘴上承认与否,摩尔定律其实真的受到了很大挑战,10nm及之后的工艺升级周期越来越长,晶...

发表于 2016-09-07 17:46 217次阅读
他们都坚信摩尔定律未死 AMD跟Intel工艺之...

英特尔7nm恐延至2021年 AMD要与GF分手

随着摩尔定律逐渐走向10nm以下节点,半导体制造难度越来越大,Intel也不得不调整了Tick-To...

发表于 2016-09-06 11:48 520次阅读
英特尔7nm恐延至2021年 AMD要与GF分手

新型核磁共振显微镜灵敏度提高一千倍

据荷兰莱顿大学官网最新消息,该校研究人员开发出一种新型核磁共振显微镜(NMR),比现有核磁共振显微镜...

发表于 2016-08-17 19:04 260次阅读
新型核磁共振显微镜灵敏度提高一千倍

从离散到聚合 半导体行业呈现新趋势

2015年,一股并购狂潮席卷了全球半导体行业。据统计,达成意向的并购市值接近1600亿美元,其中超过...

发表于 2016-08-11 10:49 282次阅读
从离散到聚合 半导体行业呈现新趋势

NI CEO Dr. T:下一代平台将把真实世界...

NI创始人兼CEO Dr.T说:“基于FPGA和PXI带给我们的差异化系统测试测量能力,我们的下一代...

发表于 2016-08-03 13:44 570次阅读
NI CEO Dr. T:下一代平台将把真实世界...

后摩尔定律时代:终于跨越鸿沟?

在20nm制程前期,是否有听过“摩尔定律终将失效”、“传统2D缩放在先进制程是行不通的”这些论述?但...

发表于 2016-07-27 15:15 422次阅读
后摩尔定律时代:终于跨越鸿沟?

摩尔定律或被打破,全球电晶体体积缩减2021年将...

根据最新国际半导体科技蓝图(International Technology Roadmap for...

发表于 2016-07-27 13:50 188次阅读
摩尔定律或被打破,全球电晶体体积缩减2021年将...

摩尔定律5年内将失效 半导体行业地震

在经历50多年的不断小型化发展之后,晶体管体积将在2021年停止缩减。这是最新的2015国际半导体技...

发表于 2016-07-26 10:36 235次阅读
摩尔定律5年内将失效 半导体行业地震

半导体行业的里程碑“摩尔定律”竟是这样来的

发表于 2016-07-14 17:00 870次阅读
半导体行业的里程碑“摩尔定律”竟是这样来的

半导体行业的里程碑“摩尔定律”竟是这样来的……

发表于 2016-07-14 11:38 996次阅读
半导体行业的里程碑“摩尔定律”竟是这样来的……

GPRS模块A6,WIFI模块,ESP8285,ESP32

发表于 2016-04-26 17:09 1614次阅读
GPRS模块A6,WIFI模块,ESP8285,ESP32

智能硬件互联网接入点 王者之争

发表于 2016-04-02 13:10 924次阅读
智能硬件互联网接入点  王者之争