人工智能正被广泛应用于连接与分析手术室数据,并据此提供预测性洞察,这对外科手术的未来至关重要,能够提升手术室效率、优化临床决策。 本文将从合作背景、技术架构、典型应用场景及常见问题等多维度,深入解读 NVIDIA 与强生医疗科技(Johnson & Johnson MedTech)如何携手打造面向外科领域的智能生态系统。
一、合作背景:强生医疗科技与 NVIDIA 强强联手
强生医疗科技的业务覆盖全球 80% 的手术室,每年通过其教育项目培训超过 14 万名 医疗健康专业人员。为进一步提升手术效率与临床决策能力,NVIDIA 与强生医疗科技达成合作,为其数字手术生态系统测试全新 AI 功能。合作旨在实现开放创新,加速提供大规模实时洞察,从而在术前、术中及术后为医务人员提供全面支持。
这一合作在全球 AI 顶级盛会 NVIDIA GTC(3 月 18 日至 21 日在加利福尼亚州圣何塞举行,并同步在线直播)上正式宣布。合作不仅限于双方自身,还通过提供一个通用 AI 计算平台,助力数字手术生态系统中第三方模型与应用的快速部署。
小提示: NVIDIA GTC 是全球人工智能领域的标杆会议,每年发布众多前沿技术。选择在 GTC 上宣布本次合作,充分彰显了双方对 AI 在外科领域应用的高度重视。
二、技术平台:基于 NVIDIA Holoscan 和 IGX 构建开放式 AI 创新生态系统
强生医疗科技与 NVIDIA 携手,测试专为医疗环境打造的工业级边缘 AI 功能如何赋能外科领域。通过将 NVIDIA 领先的 AI 解决方案引入其现有生态系统及数字生态系统中,包括用于构建医疗设备的 NVIDIA IGX 边缘计算平台 和 NVIDIA Holoscan 边缘 AI 平台,强生医疗科技能够加快部署由 AI 驱动的手术软件应用所需的基础设施。
1. NVIDIA IGX 边缘计算平台
IGX 是专为医疗设备等工业级场景设计的边缘计算平台,支持手术设备在手术室内进行安全、实时的数据处理,以提供临床洞察,改善手术结果。其核心组件包括:
- NVIDIA Jetson Orin 模组
- NVIDIA RTX A6000 GPUs
- NVIDIA ConnectX 网络技术
这些组件协同实现来自医疗设备或手术室视频源的高速数据传输。
2. NVIDIA Holoscan 边缘 AI 平台
Holoscan 加速实时 AI 应用的开发与部署,助力数据流处理。它包含参考管道,可为内窥镜、超声波及其他传感器等多种医疗用例构建 AI 应用。Holoscan 运行于 NVIDIA IGX 之上,且 NVIDIA 通过 NVIDIA AI Enterprise(面向生产级 AI 的企业操作系统)为 IGX 软件堆栈提供支持。
小提示: NVIDIA AI Enterprise 提供企业级 AI 软件支持,确保平台在生产环境中稳定、安全地运行。
3. 开放式生态系统的价值
强生医疗科技副总裁兼全球数字主管 Shan Jegatheeswaran 表示:“目前,世界各地的外科专家都在积极参与 AI 模型的开发。如果我们能创建一个值得信赖且开放的生态系统,实现协调与加速,这将形成一个创新飞轮,让不同团队能够大规模协作与连接,从而改善高级分析的访问,提升整体手术体验。”
Jegatheeswaran 补充道:“我们的互联数字生态系统将打破传统进入壁垒,帮助开发者在手术室中构建应用并部署分析。通过减轻构建安全企业级平台的繁重工作,我们让有意参与手术工作流的人能更轻松地加入其中。”
三、应用场景:利用设备数据助推外科 AI 发展
强生医疗科技团队预计,NVIDIA 加速的边缘分析技术作为其互联数字生态系统的后盾,能够推动由设备、患者及其他手术数据驱动的 AI 应用发展。
1. 实时识别与辅助决策
开发者可通过持续学习,根据已部署设备收集的数据不断改进算法。例如,内窥镜采集的真实画面可用于完善 AI 模型,在手术室显示屏上实时识别 器官、组织及可能存在的肿瘤,为临床决策提供有力支持。
Jegatheeswaran 表示:“随着时间的推移,外科手术技术将变得更加智能,为外科医生和医院提供强大的高级分析能力。各类 AI 模型可以像驾驶员辅助技术那样协助外科医生,增强其医护能力,同时减轻认知负荷。”
2. 隐私保护与远程协作
AI 可以从手术视频中移除个人身份信息,以便将视频用于后续研究;或者在实时处理时,让医院能够远程接入外部专家,在手术期间提供咨询,同时保护患者隐私。
3. 未来应用展望
未来的应用可以让外科医生与聊天机器人交互,获取关于患者病史的洞见或处理某些并发症的最佳实践。其他模型可利用视频源判断手术是否完成,提醒下一个手术团队手术室即将可用,从而显著提升手术室效率。
小提示: 这些应用均依赖边缘 AI 的实时处理能力,确保在手术室这种低延迟、高安全性的环境中稳定运行。
四、常见问题(FAQ)
Q1: NVIDIA IGX 和 Holoscan 与普通计算机有什么区别?
A1: IGX 是专为医疗设备等工业级场景设计的边缘计算平台,具备更高的安全性、实时性与可靠性。Holoscan 则是构建在 IGX 上的 AI 平台,提供预配置的参考管道和开发工具,方便开发者快速构建医疗 AI 应用。普通计算机通常无法满足医疗设备对延迟、数据安全和合规性的严格要求。
Q2: 为什么需要边缘计算,而不是云端处理?
A2: 手术室中的视频和传感器数据量巨大,且对实时性要求极高(毫秒级)。若上传到云端处理,网络延迟可能导致手术风险。边缘计算在手术室内本地完成数据处理,既能保证实时性,又能避免患者数据外泄,符合医疗隐私法规。
Q3: 这个生态系统对第三方开发者有什么具体支持?
A3: NVIDIA Holoscan 提供了参考管道(如内窥镜、超声波等),开发者可直接在这些管道上构建自己的 AI 模型。同时,强生医疗科技的数字手术生态系统会提供标准接口和数据访问权限,减轻开发者构建底层基础设施的负担。最终模型与应用的部署也可借助 IGX 平台快速在手术室中落地。
Q4: 如果我不是医疗领域专家,也能使用这个平台开发应用吗?
A4: 可以。Holoscan 和 IGX 提供了丰富的 SDK 与示例代码,降低了开发门槛。不过,医疗应用需经过严格的临床试验与法规审批,因此建议与医疗专业人员合作,确保应用的安全性与有效性。
结语
NVIDIA 与强生医疗科技的合作,为外科手术的数字化与智能化开辟了全新路径。通过开放、安全的边缘 AI 平台,未来的手术室将实现更高效的数据处理、更精准的临床决策以及更流畅的远程协作。随着更多开发者和医疗机构加入这一生态系统,我们有望看到更多创新的 AI 应用落地,最终惠及全球患者与医护人员。

