Chips de silício e salvar a visão das pessoas são o legado do pesquisador OR

Jul 05, 2023

A pesquisa envolvendo inteligência artificial (IA) - realizada no final dos anos 1990 por Ken Tobin e outros no Oak Ridge National Laboratory - está por trás da tecnologia que agora está sendo usada nas clínicas de saúde de uma rede de farmácias para fornecer diagnósticos telemédicos que salvam a visão a centenas de milhares de pessoas. pacientes diabéticos.

Imagine o seguinte: um paciente que soube recentemente por um profissional de saúde em uma farmácia que tem diabetes voltou à clínica para um exame oftalmológico.

Nesse cenário, o fornecedor da drogaria tirou fotos de ambos os olhos com uma pequena câmera. Ela carregou as imagens de um computador para um site da Internet visto remotamente por um oftalmologista que trata de doenças e distúrbios oculares. O diagnóstico será enviado a ela dentro de um dia ou mais e ela notificará o paciente sobre os resultados.

Ela poderia ter dito ao paciente: "Você deveria fazer este exame todos os anos. Uma complicação séria pode ser a retinopatia diabética. É quando níveis elevados de açúcar no sangue podem danificar pequenos vasos sanguíneos na retina na parte posterior dos olhos.

"A doença pode eventualmente deixá-lo cego. Mas se detectarmos cedo o suficiente antes de você perceber que está perdendo a visão, você pode fazer uma cirurgia a laser para salvar sua visão."

O oftalmologista que faz o diagnóstico usa um sistema de recuperação de imagens baseado em conteúdo (CBIR) que procura e compara automaticamente as imagens dos olhos do paciente com imagens de olhos semelhantes em um grande banco de dados. O arquivo inclui imagens que apresentam assinaturas de olhos saudáveis, de olhos com os primeiros sinais de retinopatia diabética (que pode ser corrigida por cirurgia a laser) e de olhos tão severamente afetados pela doença que a cegueira é inevitável.

Qual é a origem desta tecnologia que levou à utilização cómoda dos serviços da CVS MinuteClinic e dos endocrinologistas? Origina-se de pesquisas envolvendo IA de Tobin e outros do ORNL.

Tobin, diretor de pesquisa e parcerias universitárias da Oak Ridge Associated Universities desde 2020, descreveu os sistemas CBIR que ele e os colegas do ORNL desenvolveram e patentearam durante uma palestra recente sobre seus 35 anos de inovação e liderança para Friends of ORNL. Ele disse que o desenvolvimento do CBIR foi "um predecessor para os avanços da IA ​​sobre os quais lemos nas notícias ultimamente, como o ChatGPT".

“Quando penso em minha carreira, o que me faz dormir bem à noite é a conquista do diagnóstico telemédico de retina porque salva ou mantém a visão de milhares de pacientes”, disse Tobin, que se descreveu como “um cara de imagem que usou IA. "

Ele acrescentou que também estava orgulhoso do desenvolvimento tecnológico que liderou e que ajudou a indústria de semicondutores dos EUA a "melhorar o rendimento do produto e reduzir o desperdício" para obter produtos de dispositivos de alta qualidade e aumentar os lucros da indústria. Dispositivos semicondutores, também conhecidos como "chips", são componentes essenciais nos circuitos eletrônicos de nossos carros, laptops, tablets inteligentes e smartphones.

A tecnologia de recuperação automática de imagens de semicondutores do ORNL está classificada em nono lugar entre os 10 maiores sucessos de transferência de tecnologia do laboratório. Essas 10 principais tecnologias respondem por 48% dos royalties do laboratório.

O trabalho inicial de Tobin com Shaun Gleason, Tom Karnowski e outros para SEMATECH, um consórcio de empresas de semicondutores como Hewlett Packard, IBM e Motorola, levou ao desenvolvimento de um sistema CBIR para fabricantes, graças ao financiamento de Laboratory Directed Research & Development (LDRD) em 1998-99 do ORNL.

As empresas de semicondutores produzem wafers de silício, que criam circuitos integrados em dispositivos eletrônicos. Um wafer, variando de 8 a 11 polegadas de diâmetro, pode conter até 600 chips semicondutores, cada um com potencialmente milhões ou bilhões de transistores. Um único wafer, que pode ter até três milhões de componentes, custa milhares de dólares.

"Os fabricantes de chips querem saber como o processo de fabricação pode produzir chips ruins ou defeituosos", disse Tobin. Para melhorar o número de chips bons e minimizar o número de ruins, o fabricante precisa determinar rapidamente qual dos complicados processos de fabricação de semicondutores está com defeito e precisa ser consertado.