Решение Advantech для медицинских систем ультразвуковой диагностики

Проблемы

В аппаратах УЗИ высокого класса для обеспечения хорошей вычислительной производительности, необходимой для получения высоко­качественной графики, как правило, используется программируемая вентильная матрица (FPGA), графические карты или модули ускорителей искусственного интеллекта (ИИ). Соответственно, схемотехническое решение и конструкция системы усложняются, что, в свою очередь, из-за дополнительной интеграции с движком графического (GPU) или видеопроцессора (VPU) приводит к более высоким затратам. Более того, из-за стремления ко все большей производительности эти системы неизбежно столкнутся с проблемами отвода и рассеивания тепла. Обычно от этих проблем избавляют решения для охлаждения. Однако современные ультразвуковые аппараты имеют крайне ограниченное пространство для размещения устройств охлаждения и, кроме того, в условиях больницы требуют максимальной бесшумной работы.

Такое сочетание ограничений и требований создает следующие проблемы:

• Дополнительные затраты на интеграцию аппаратного и програм­много обеспечения приводят к высоким расходам на разработку, что сказывается на цене ультразвукового диагностического оборудования.
• Несмотря на ограниченное пространство, требуется высокая надежность решений.
• Обычные тепловые модули, слишком большие для компактных устройств и слишком шумные для использования в медицинских учреждениях, плохо подходят для мобильных ультразвуковых аппаратов.

Производительность SOM-6883 и технология QFCS

Система на модуле SOM-6883 компании Advantech обеспечивает высокую вычислительную и графическую производительность благодаря процессорам Intel Core 11-го поколения (Tiger Lake-UP3) и 96 графическим исполнительным блокам с графикой Intel iRIS Xe. По сравнению с предыдущими поколениями процессорных плат SOM-6883 дает трехкратное увеличение графической производительности и двукратное повышение результатов тестов модели ИИ без использования дополнительной видеокарты. Кроме того, система охлаждения QFCS (Quadra Flow Cooling System) компании Advantech, отличающаяся низким профилем и низким уровнем шума, может обеспечить всю заявленную мощность TDP для достижения 100%-ной производительности.

Система также поддерживает оперативную память DDR4, сверхскоростной интерфейс PCIe Gen4 (16 Гбит/с), интерфейс USB 4 Type-C и другие усовершенствованные устройства ввода-вывода. Решение на основе SOM-6883 от компании Advantech предоставляет возможности создания тонких и устойчивых к вибрации систем. Компактная (9595 мм) процессорная плата SOM-6883 хорошо подходит для ультразвуковых диагностических аппаратов медицинского назначения.

Решение компании Advantech

Процессор в мощной компактной встраиваемой плате SOM-6883 удовлетворяет требования аппаратов УЗИ и обеспечивает необходимую вычислительную / графическую производительность и подключение дисплеев со стандартным динамическим диапазоном (Standard Dynamic Range, SDR) при высоком разрешении в 8K (рисунок). Кроме того, система на модуле SOM-6883 поддерживает диагностику на основе ИИ без использования второй видеокарты.

Рисунок. Ультразвуковая система на основе оборудования Advantech

Все эти возможности SOM-6883 упрощают разработку, снижают затраты и ускоряют вывод ультразвуковых систем на рынок. Эксперты компании Advantech также проводят консультации для заказчиков по целостности сигналов, электромагнитной совместимости, настройке BIOS и готовым к использованию программным утилитам. Дополнительный набор инструментов Edge AI Suite обеспечивает удобную среду для выбора артикулов платы и более 100 проверенных модулей ИИ с преобразователями.

Запатентованное компанией Advantech решение для измерения температуры, а также QFCS совместимы со стандартами тензодатчиков Intel. Бесшумное, тонкое и легкое решение эффективно отводит тепло от процессора и легко адаптируется к потребностям пользователей. QFCS толщиной всего 26 мм обеспечивает высокую производительность с минимальным уровнем шума, не превышающим 45 дБ, и полностью подходит для применения в медицинских учреждениях.

Заключение

Компания Advantech разработала решение, подходящее даже для таких специфических сфер применения, как медицина. Оно может помочь пользователям адаптироваться к эпохе AIoT (AI+IoT, симбиоз «Интернета вещей» с ИИ) и сократить время вывода на рынок их конечной продукции.

Основные технические особенности COM Express R 3.0 Type 6 Compact Module SOM-6883:

• мощные 4-ядерные процессоры Intel Core 11-го поколения с низким энергопотреблением, не более 28 Вт;
• высококачественная графика за счет использования Intel iRIS Xe Graphics G7 с 96 графическими исполнительными блоками;
• низкопрофильная плата со стойкой к вибрации памятью на нижней части платы;
• четыре независимых дисплея 4K (или два 8K);
• настраиваемый порт USB 4 Type-C slim I/O и Thunderbolt;
• сверхскоростной ввод-вывод с возможностью расширения: PCIe Gen4 (16 Гбит/с), USB 3.2 Gen2 (10 Гбит/с), 2.5GbE Slim;
• бесшумное решение QFCS для отвода и рассеивания тепла.