엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨 황)가 차세대 인공지능(AI) 기반 의료기기용 플랫폼인 엔비디아 클라라(NVIDIA Clara)를 공개했다. 이 신규 플랫폼은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 통해, AI가 질병을 조기에 감지하고 진단 및 치료하는 데 강력한 툴로 활용되도록 한다.

엔비디아 클라라 플랫폼의 핵심에는 두 가지가 있다. 그 중 하나는 엔비디아 클라라 AGX로, 이는 엔비디아 자비에(NVIDIA Xavier) AI 컴퓨팅 모듈과 엔비디아 튜링(Turing) GPU를 기반으로 하는 혁신적인 컴퓨팅 아키텍처이다. 또 다른 핵심 구성요소는 개발자들이 기존 시스템에서 데이터 처리를 위해 다양한 AI 기반 애플리케이션을 구축하도록 지원하는 클라라 소프트웨어 개발 키트이다.

클라라 플랫폼은 의료기기 분야가 직면한 최대 과제, 즉 실시간으로 생성되는 수천 기가바이트(GB)의 방대한 데이터를 처리하여 의료진과 과학자들의 데이터 활용을 돕는다. 기존에는 이 정도 수준의 슈퍼컴퓨팅을 구현하려면 FPGA와 CPU 및 GPU의 세 가지 컴퓨팅 아키텍처가 필요했다.

클라라 AGX는 이를 GPU 기반의 단일 아키텍처로 간소화시킨 것이 특징이다. 이 단일 아키텍처는 엔비디아 텐서(Tensor) 코어를 통한 업계 최고수준의 AI 추론 성능, 세계에서 가장 널리 채택된 가속 컴퓨팅 플랫폼인 쿠다(CUDA)를 통한 가속, 그리고 최신 엔비디아 RTX 그래픽을 제공한다. 또한, 유연한 설계로 보급형 디바이스부터 가장 까다로운 3D 기기에 이르기까지 다양한 범위에 적용할 수 있다. 현재 클라라 AGX는 엔비디아 젯슨 AGX 자비에 개발자 키트를 통해 이용이 가능하다.

클라라는 수명이 10년 이상 된 의료기기들은 10년 전과 대비해 약 1천배가 빨라진 GPU 컴퓨팅의 혜택을 누리고 있는 최신 애플리케이션을 실행하지 못한다는 점을 해결해준다. 즉, 설치된 기본 계측기가 원시 계측기 데이터 처리 기능을 통해 최신 엔비디아 GPU 서버에 연결되도록 함으로써 이를 구현한다. 이를 통해, CT 및 X선 반복 재구성, 초음파용 빔포밍(beamforming) 및 MRI용 압축 센싱과 같은 최신 영상 애플리케이션을 10년 된 계측기에서도 실행할 수 있다.

클라라 SDK는 의료 애플리케이션 개발자들에게 컴퓨팅, 그래픽 및 AI를 위한 일련의 GPU 가속 라이브러리와 재구성, 영상처리 및 렌더링용 예시 애플리케이션, 그리고, CT, MRI 및 초음파용 컴퓨팅 워크플로우를 제공한다. 이들은 모두 컨테이너와 쿠버네티스(Kubernetes)를 통해 어떤 기기에서든 의료기기 애플리케이션을 가상화하고 확장할 수 있다.

전 세계 의료영상 개발자들은 AI를 활용해 워크플로우를 자동화하고 장비를 더 빠르게 실행하며, 영상품질을 향상시켜 의료진의 질병 발견과 진단을 도울 수 있는 다양한 방법을 모색하고 있다. 지난 5년간 400여개가 넘는 AI 헬스케어 스타트업이 생겨난 가운데, 클라라 플랫폼은 이들이 AI를 활용해 헬스케어 워크로드를 혁신할 수 있도록 돕고 있다.

일례로, 엔비디아 인셉션(NVIDIA Inception) 프로그램의 회원인 섭틀 메디컬(Subtle Medical)은 영상 획득 시간을 4분의 1로 줄이는 동시에 환자에 투여되는 조영제 양을 10분의 1로 감소시키는 MRI 애플리케이션을 개발중에 있다. 섭틀 메디컬 개발자들은 단 몇 시간 만에 애플리케이션을 실행할 수 있게 됐으며, AI 추론 속도는 10배가 향상됐다.

섭틀 메디컬 창립자인 엔하오 공(Enhao Gong)는 “우리는 MRI와 PET 검사 워크플로우를 개선하기 위해 AI를 활용하고 있다. 엔비디아 클라라 플랫폼을 통해 우리 기술을 완벽하게 확장할 수 있었으며, 조영물과 방사능으로 인한 위험은 줄이는 한편, 영상 효율과 안전성은 한 차원 높일 수 있었다”고 말했다.

또 다른 엔비디아 인셉션 프로그램의 회원인 임퓨전(ImFusion)은 클라라 플랫폼을 통해 기존 2D 영상으로 3D 초음파를 생성하여 CT와 융합한 초음파를 시각화 할 수 있게 됐다. 임퓨전 개발자들은 이틀 만에 자체 애플리케이션을 클라라 플랫폼에 포팅하고, 클라라의 추론과 영화 수준의 렌더링 엔진, 가상화 기능 등을 활용하고 있다.

임퓨전의 CEO인 볼프강 와인(Wolfgang Wein)은 “우리는 가속 의료영상 컴퓨팅과 유도 수술분야에 특화돼 있다. 엔비디아 클라라 플랫폼을 통해 2D 의료영상을 3D로 전환하고, 우리의 기술을 가상으로 구현할 수 있는 능력을 갖게 됐다”고 설명했다.