AIベースのデジタル手術画像技術

外科医の方が驚愕した理由、また弊社の進歩の重要性を理解するために、もう少し背景を掘り下げてみます。デジタル手術分野は概して、解像度を向上させ、ノイズの多い視覚データを解釈可能にする新しいAIベースの画像技術から大きな恩恵を受けることができます。しかし、純粋な生成AI技術は、情報を幻覚するリスク（ハルシネーション）があるため（詳細は前投稿をご参照下さい）、採用されていません。ノイズを除去する過程で、ポリープや極めて重要な構造のような稀な特徴までも滑らかにしてしまうことがあり、外科医にとって見えないリスクを生み出す可能性があります。

当然ながらこれは非常に重要な課題です。手術は正確さと低遅延の性能を要求します。外科医が体内で動く組織を縫合したり切開する際には、目の前の映像を信頼し、リアルタイムで適応し、行動する必要があります。

以下の映像には手術中の様子が含まれています。ご視聴の際はご注意ください。

弊社のAIアルゴリズムのイノベーション

簡単に言うと、弊社のAIシステムは異なる方法で動作をします。シーン内の物体の動きを追跡することで複数のフレームを合成し、フレームごとに高品質の情報を生成することができます。これは天体写真撮影で使用される技術ですが、弊社のシステムでは3日ではなく12ミリ秒で実行しています。複数のビデオフレーム（画像）を利用し、時間の中で得られる情報を集め、それを視覚情報に統合するという独自の方法により、画像処理の最も一般的な課題に対処できます。我々の画像スタックには、新しい超解像、適応的コントラスト補正、そしてノイズ除去アルゴリズムが含まれており、これまで以上に幅広いカメラハードウェアから、鮮明な画像を提供します。

弊社の最先端技術における主な進展は以下の通りです：

• ノイズを100倍低減する適応型コントラスト
• 4倍の解像度の向上
• 12ミリ秒のレイテンシー （60fpsの1フレームより速いため、リアルタイム同等）
• ソフトウェアで全て定義された画像処理パイプラインによる開発期間の20倍短縮

これらの成果は、重要なブレークスルーに関する複数の特許によって保護されています。具体的には、人間の知覚に対するアルゴリズムの性能最適化、現実世界の条件に対して堅牢なリアルタイム超解像技術、煙や歪みの除去、コントラストの改善が含まれます。

AIベースのパイプラインに移行するには考え方の転換が必要ですが、NVIDIAのHoloscan platformおよびCUDAが幅広いライブラリ機能を提供しています。現実世界で優れた性能を実現するために新規性の高い部分だけに注力すればよいため、メリットがすぐにデメリットを上回ります。

高重要度AI支援ツール

このイノベーションは、「人間の役割を置き換えるのではなく、強化・拡張するAIシステムを構築する」というケンブリッジコンサルタンツ社の伝統に従っています。弊社が目指すのは、AI自体が自然に背景へと溶け込み、ワークフローの不可欠な一部となるほど迅速でシームレスなユーザー体験です。Omnisciaは、専門家（外科医）と協力して動作する高重要度の支援ツールとして位置づけることができます。

上述した観点から、Omnisciaの機能はレーダー（電波探知機）から自動車向けのシーン再構築まで、幅広い産業分野と用途に適しています。今後数か月間でプラットフォームの開発に向けた素晴らしい計画があり、既にリアルタイムのゼロショットツールやシーントラッキングを追加して、外科医が数千の例を面倒なラベリングをすることなく、ワークフローを完全に定量化できるようになります。

当該分野での我々の進歩は、科学者、エンジニア、デザイナーの多分野の専門分野を持つチームが結集し、臨床ワークフローを改善する手術用ツールを生み出すためのシステム思考の結果です。弊社の研究の詳細についてご関心がある方は、 こちら までご連絡ください。独自のアプリケーションを開発したい、またOmnisciaを使用して事業・研究開発のスピードを20倍に高めたい、とお考えの企業様・研究者の皆様からのご相談をお待ちしております。