Van CPU naar GPU

De medische beeldvormingsoftware 3viseon van 3mensio Medical Imaging draait op een gewone pc. Systemen van tienduizenden euro’s zijn overbodig geworden, dankzij technologie uit de gameswereld.

In televisieseries en films zie je ze nog. Serieuze dokters in witte jassen, die grote transparante zwartwitfoto’s van geraamtes of ingewanden op een lichtbak klikken. Ze pakken een pen uit hun borstzakje en omcirkelen iets op de foto. “Kijk, hier zit nog een oude breuk.” Of: “Met een tumor van die grootte geef ik hem niet meer dan zes maanden.” De werkelijkheid is dat radiologen in Nederland al zeker tien jaar geen lichtbakken meer gebruiken. Data van scans worden omgezet naar 3D-beelden en op beeldschermen bekeken. Hiervoor is veel rekenkracht nodig en de benodigde computersystemen zijn peperduur. Dat hoeft niet, zegt Frank Wessels, oprichter en chief executive officer van 3mensio Medical Imaging. Hij kwam op het idee om gamestechnologie in te zetten en grafische kaarten te gebruiken in plaats van Intel-processoren.

Scans

De medische wereld gebruikt twee manieren om het menselijk lichaam te scannen. Op basis van magnetische resonantie (MR of MRI) of röntgenstraling (computertomografie of CT). MRI-scans tonen zacht weefsel, CT-scans zijn geschikter voor het laten zien van botten. Het lichaam wordt als het ware in plakjes gescand. Door die dwarsdoorsneden op elkaar te leggen, kan een driedimensionaal beeld worden gecreëerd, dat specialisten gebruiken voor het nemen van medische beslissingen. De plakjes hebben een dikte van 0,5 mm en manipulatie van het beeld betekent manipulatie van datasets tot 1 GB. Dat vereist enorm veel rekenkracht. Ruim vijf jaar geleden duurde bewerking van 3D-beelden minutenlang. Nu kan dat in realtime. De hardware die nodig was kostte ruim dertigduizend euro. Nu is een snelle laptop voldoende.

Wessels heeft ruim tien jaar ervaring in medische beeldvorming en in feite is 3viseon een vervolg op zijn vorige succesnummer, Applicare. Dat bedrijf, dat gespecialiseerd was in de verwerking van 2D-beelden op relatief eenvoudige hardware, werd in 1999 ingelijfd door de medische tak van General Electric. Maar de dertiger had nog geen behoefte aan pensioen en verschoof zijn aandacht van 2D naar 3D. “Onze concurrenten gebruiken grotere machines, die ook nog eens trager zijn”, zegt Wessels. “Met een videokaartje van 200 euro kunnen wij de data op de laptop laten zien.” Zoals iedereen weet zijn grote investeringen in de zorg een probleem en goedkope oplossingen lijken een gat in de markt. Pieter Goedhart, vice president Sales & Marketing zegt dat hun software 3viseon wereldwijd op belangstelling kan rekenen. Dat merkten ze in december vorig jaar, toen 3mensio aanwezig was op een grote beurs voor radiologen in Chicago. In januari staan ze op een beurs in Dubai, daarna gaan ze naar India. Volgens Goedhart is er al interesse vanuit Noord-Amerika, Scandinavië, Duitsland, Groot-Brittannië en de Benelux.

Hollow Man

Ter demonstratie van de software trekt hij een prachtige AlienWare-laptop uit een tas. Op het enorme scherm laat hij 3D-beelden zien van een bottenstelsel. Hij kantelt het beeld en voegt met een muisklik bloedvaten toe, weefsel en huid. Het is Hollow Man! Goedhart legt uit dat het nadeel van 3D is, dat wat je wilt zien achter een structuur zit. “Die moet je dus transparant maken. Radiologen willen soms geen weefsel of botten zien, maar bloedbanen.” Het is een bizar idee, om enthousiast naar andermans tumor te staren. Kan hij nog wat inzoomen? Natuurlijk. Maar ook segmenten pakken, draaien, weefsel toevoegen en kleur aanpassen.

“De techniek is niet nieuw”, zegt Goedhart. “Wel nieuw is de goedkope manier waarop wij het verkopen. Een standaard Dell met 128 MB GPU is voldoende.” Het mooiste van deze oplossing vindt hij dat de applicatie vanzelf sneller wordt, zonder dat 3mensio er iets voor hoeft te doen. “De grafische kaart of GPU is nu al twintig keer sneller dan de CPU, en iedere zes maanden wordt hij twee keer sneller. Dat betekent dat onze applicatie ieder half jaar keer twee keer zo snel wordt, zonder dat wij er wat voor hoeven te doen. GPU’s worden getest om te werken met Microsoft, dus ik weet dat ‘t werkt.” Wel is een beveiliging ingebouwd die ervoor zorgt dat een applicatie alleen start bij de juiste GPU. Beeldkwaliteit is immers meer dan alleen maar visueel prettig. Op basis van deze beelden worden immers heel ingrijpende beslissingen genomen.

Wessels verwacht dat het nog wel even duurt voor ook de grote jongens in de zorg de overstap maken van CPU naar GPU. “Onze voorsprong nu is snelheid en flexibiliteit. De omslag van op de Intel-processor gebaseerde games naar grafische kaarten, vond drie tot vier jaar geleden plaats. Het duurt nog even voordat de gevestigde orde diezelfde verandering maakt. Van Unix naar Windows heeft voor sommige grote spelers tien jaar geduurd.” Daarbij is de zorg een conventionele markt, waar vernieuwingen met tact moeten worden geïntroduceerd. “Het idee dat naast radiologen anderen deze beelden ter beschikking hebben, is al revolutionair”, aldus Goedhart. “Maar we hebben al één ziekenhuis dat de beelden wil openstellen voor orthopedie. Aan het eind van het decennium heeft de huisarts dit hopelijk gewoon op z’n pc. Het praat veel makkelijker met een plaatje erbij.”