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边缘计算在医疗领域的应用

时间:2023-03-20 18:03:51 科技观察

如今,很多医疗机构的IT部门都饱受数据存储和网速的困扰。医生诊断病人是为了帮助他们摆脱困境,这个过程需要良好的管理。持续的冠状病毒爆发加剧了医疗机构基础设施的快速转型,这对其业务和数据处理产生了不利影响。数据存储是一个普遍存在的问题,在许多行业中都有体现。例如,数据中心运营商DigitalRealty发布的一份数据引力指数分析报告指出,大量数据如果不能更好地存储,将影响各行业组织的业务运营,带来变革阻力。远程办公成为常态由于疫情的爆发,许多公司和机构都采用了远程办公模式。研究表明,远程工作的趋势不会逆转。据研究机构JuniperResearch预测,疫情对医疗机构的一个永久性影响是远程会诊和数字化治疗的市场需求将以每年69%的速度增长,公司预计到2025年,市场营收这一领域将增至534亿美元。由于医学研究数据的海量增长,葛兰素史克等药物生产开发商在欧洲建造了运行速度高达400petaflops的超级计算机,以加速药物研究。国际冠状病毒数据联盟(ICODA)等组织在2021年3月的研讨会上表示,企业需要将IT基础设施问题,而不是快速增长的数据量,视为其业务发展面临的主要挑战。边缘计算技术并不是医疗机构解决基础设施问题的灵丹妙药,因为医疗行业是一个历史悠久的服务类别,其挑战因文化和基础设施而异。例如,在英国的医疗保健系统中,管理文化可能比电力、制冷或通信连接更难调和。虽然许多组织拥有职责明确的数据中心运营和管理团队,但医疗机构的IT员工可能并不精通电源、冷却和通信机架等技术。如果托管服务提供商可以帮助他们,这不是问题,但构建所需的基础架构是一个巨大的挑战。寻找部署空间据一家致力于在医院部署边缘计算IT设施的托管服务提供商称,仅在医院部署一个微型数据中心就是一项挑战。该公司表示:“我们边缘计算工作中最困难的部分是在医院大楼中找到一个可以部署IT设备的房间。”它最大的挑战是时间限制。医院IT项目负责人可能决定需要立即部署服务器,但IT供应商可能需要三个月才能完成部署。例如,在一个项目中,医院指定了一名安装人员来建造一个微型数据中心。托管服务提供商向安装人员建议了最佳选择,并在处理报告时等待指示。在初次访问期间,安装人员找到了一个非常适合部署托管数据中心的房间。几个月后,医院又换了一个房间,不得不重新调配,但整整花了八个月时间。一切准备就绪后,传来了大楼即将拆迁的消息。一位不愿透露姓名的安装人员表示:“在医院建设数据中心,我们需要三思而后行,寻找适合安装数据中心设备的房间,但如果不能提供合适的空间,我们只能安装在停车场或房间的角落。或部署。”医院的监控和制冷部署通常有这样一种安装模式:建设一个或两个数据中心(一个作为主要业务运营,另一个作为灾难恢复设施),多个独立的机房,每个机房配备一个不间断电源(UPS)该医院使用200台小型UPS电源,分散且难以管理,托管服务商只能通过内置的DCIM平台进行远程监控,并将所有信息聚合到客户端。提供使用液体的集装箱化数据中心冷却作为边缘计算设施的一部分可以解决医院的几个问题。由于服务器浸没在绝缘冷却液中,因此可以防止因电路过热而引起火灾的可能性。浸入式冷却方法还可以防止灰尘被吹到板上,这可能会导致短路。人工智能护理在私人医疗机构中部署IT设备的挑战决策更快的地方在于如何充分适应环境。疗养院是边缘计算如何解决网络拥塞和合规性问题的另一个例子。大流行给疗养院工作人员带来了巨大压力,使他们更难抽出时间照顾病人。与此同时,他们不得不应对新的隐私法规,这些法规限制了可以安装的监控摄像头的数量。阿姆斯特丹大学(UoA)提出了解决这个问题的方法,HarroStokman博士发明了一种方法,使用人工智能来了解每个房间的事件模式。隐私法规限制了工作人员可以通过摄像头查看患者的时间。而计算机则没有这样的限制,如果它足够智能,它可以根据这些计算机对病人的健康状况做出判断。这就是Stokman博士开发的KNN人工智能系统背后的逻辑,该系统观察患者并确定是否需要人工干预或护理(例如,在跌倒时)。问题是KNN系统创建的数据太多,全部发送到云平台进行存储和处理可能会造成网络瓶颈和更多的成本。作为回应,阿姆斯特丹大学(UoA)的一家名为KeplerVisionTechnologies(KVT)的衍生公司使用Nvidia的JetsonXavierNX模块构建边缘计算设备EdgeBox,该设备在本地处理所有数据,改进收集的数据。数据质量。通过本地化分析,更少的数据被发送到云端进行处理。创建仍然需要配套网络基础设施的边缘计算硬件是一回事。但是配套的网络基础设施从何而来?研究公司DisruptiveAnalytics的创始人兼移动电信行业观察家DeanBubley警告说,人们对采用5G技术的期望是不现实的,尤其是在需要即时响应时间的支持系统中。方面。Bubley说,在某些情况下,与5G相关的超可靠低延迟(URLLC)可以最大限度地减少需要立即响应的新应用程序和设备的网络往返时间。“在这方面,移动边缘计算可以以区域计算设施或每个基站服务器的形式满足他们的需求,”他说。但在许多应用中,这种网络延迟必须更低。内窥镜或显微手术工具可能需要响应每秒发送100次的触觉反馈。无人机也被提议用于在医院之间运送药物,但这些无人机必须在两毫秒内响应控制信号或风险。5G是否能够提供研究中使用的光子传感器所需的延迟也值得怀疑,这些传感器需要在皮秒内运行。纤维有帮助吗?美国应对其基础设施挑战的方式之一是通过开放接入或竞争光纤网络,例如SiFiNetworks的FiberCity光纤产品。该公司承诺,这将允许访问多个服务提供商和光纤网络上的不同路径,提供99.9999%的可靠性。在这个模型中,每个家庭用户和企业都将使用一个覆盖全市的光纤网络,并有效地为他们提供一个专用网络。医院或研究机构也可以通过光纤高速传输数据。SiFiNetworks首席执行官BenBawtree-Jobson表示,这将大大减少通过云端发送数据的问题。将文件存储在本地设施中也会产生问题,需要在异地或国际上共享。云存储可能更适合这种无缝协作。“问题是需要多少带宽,而光纤解决了这个问题,”Bawtree-Jobson说。同时,根据JuniperResearch发布的一份调查报告,许多移动运营商正在全球范围内建立合作伙伴关系,以构建移动边缘计算基础设施。到2025年,美国AT&T、韩国LG谷歌等知名厂商和公司将投资83亿美元为这些边缘计算系统建设网络设施。