Cómo las plataformas de computación de alto rendimiento redefinen la tomografía de coherencia óptica

Aunque tecnologías como la ecografía o los rayos X continúan siendo esenciales en numerosos contextos clínicos, la tomografía de coherencia óptica (OCT) se ha convertido en una herramienta indispensable cuando se requiere una visualización ultra precisa y no invasiva de capas tisulares finas. Con frecuencia descrita como una ‘biopsia óptica’, la OCT permite generar imágenes transversales de alta resolución del tejido biológico sin alterar ni dañar físicamente la estructura ocular.

Gracias al uso de luz infrarroja cercana de baja potencia y técnicas de interferometría, la OCT ofrece imágenes en tiempo real con resolución micrométrica, lo que la convierte en una tecnología especialmente eficaz para analizar estructuras tan delicadas como la retina, el nervio óptico o la córnea. Aunque su adopción crece también en especialidades como cardiología y dermatología, la oftalmología continúa siendo el principal ámbito de aplicación debido al extraordinario nivel de precisión de imagen requerido.

A medida que el sector sanitario demanda diagnósticos más rápidos, imágenes más precisas y decisiones clínicas cada vez más basadas en datos, los sistemas OCT evolucionan a gran velocidad. Esta evolución plantea importantes desafíos para los ingenieros encargados de desarrollar la próxima generación de plataformas diagnósticas.

Uno de los factores más críticos en OCT es la velocidad. Los especialistas necesitan visualizar los datos prácticamente al instante, de manera que lo observado durante la exploración se refleje en el monitor en tiempo casi real. Cualquier latencia perceptible entre la captura y la visualización de la imagen puede comprometer la confianza diagnóstica, especialmente al analizar alteraciones sutiles en las capas retinianas o en las estructuras del nervio óptico.

Reducir la latencia resulta, por tanto, fundamental no solo para optimizar la eficiencia del flujo de trabajo, sino también para minimizar distorsiones en la imagen y garantizar una representación fiel de lo que sucede en el interior del ojo.

A ello se suma otro desafío clave: el enorme crecimiento del volumen de datos. Los modernos A-scans ultrarrápidos, utilizados para capturar perfiles de profundidad ocular, generan cantidades masivas de información cada segundo, mientras que los campos de visión más amplios exigen un mayor rendimiento y una estabilidad de señal todavía más elevada. Además, hospitales, clínicas y centros de investigación avanzan progresivamente hacia sistemas de imagen volumétrica en 3D.

Paralelamente, la integración de IA en el diagnóstico oftalmológico está incrementando aún más las exigencias de procesamiento. Las capas de asistencia basadas en IA, capaces de identificar anomalías potenciales o aportar orientación clínica en tiempo real, se deben mostrar de forma instantánea para respaldar la toma de decisiones, no ralentizarla.

En conjunto, estos requisitos ejercen una presión creciente sobre la capacidad de procesamiento, la memoria y la arquitectura global del sistema. Los flujos de datos procedentes de cámaras de alto rendimiento y tarjetas de adquisición se deben procesar, recalcular, renderizar y visualizar con una latencia prácticamente imperceptible. Lograrlo exige un delicado equilibrio entre rendimiento de CPU, aceleración mediante GPU, ancho de banda de memoria y E/S de alta velocidad.

Para los ingenieros que desarrollan plataformas OCT de nueva generación, la infraestructura de computación debe ofrecer la potencia necesaria para responder a las necesidades actuales de imagen, sin perder la flexibilidad requerida para futuras evoluciones en visualización 3D, IA en la periferia y nuevos flujos de trabajo clínicos.

La placa base industrial Micro-ATX AIMB-588 B1 de Advantech proporciona una plataforma de alto rendimiento especialmente diseñada para sistemas avanzados de imagen oftalmológica.

Para responder a estas exigencias, la placa base industrial Micro-ATX AIMB-588 B1 de Advantech proporciona una plataforma de alto rendimiento especialmente diseñada para sistemas avanzados de imagen oftalmológica.

Basada en procesadores Intel Core de 12.ª, 13.ª y 14.ª generación, además de la nueva gama Core 200 Series, la AIMB-588 B1 ofrece la capacidad de procesamiento necesaria para aplicaciones médicas de imagen intensiva. Con soporte para hasta 24 núcleos, una potencia térmica de diseño (TDP) de 65 W y hasta 36 MB de caché, la plataforma puede gestionar cargas masivas de procesamiento de imagen.

Esta capacidad resulta especialmente importante en aplicaciones OCT, donde cada vez más ingenieros demandan sistemas con 8, 12 o incluso más núcleos para equilibrar el flujo continuo de datos procedente de cámaras y sensores. La adquisición de señales de alta velocidad y la reconstrucción en tiempo real dependen de la capacidad de distribuir eficientemente las cargas de trabajo entre múltiples núcleos sin comprometer la capacidad de respuesta del sistema.

La memoria también desempeña un papel fundamental. La AIMB-588 B1 admite hasta 192 GB de memoria DDR5, lo que permite almacenar y gestionar grandes volúmenes de datos ópticos mientras ejecuta procesos intensivos de reconstrucción como interpolación, eliminación de ruido, segmentación y mejora de imagen. A medida que la DDR4 se aproxima al final de su ciclo de vida durante esta década, DDR5 ofrece a los OEM una mayor protección de la inversión a largo plazo. De esta forma, se facilitan ciclos de vida de producto más extensos sin necesidad de rediseñar la placa base ni acometer costosas renovaciones de hardware.

En los sistemas OCT de alto rendimiento, la potencia de procesamiento por sí sola ya no es suficiente. Los datos deben circular de forma rápida y fiable entre el hardware de adquisición, los procesadores gráficos y las pantallas. Uno de los grandes elementos diferenciadores de la AIMB-588 B1 es su amplia capacidad de expansión PCIe, con compatibilidad para PCIe x16 Gen5 y Gen4. Esto permite a los OEM integrar tarjetas de adquisición, GPU dedicadas y futuras tecnologías de aceleración sin cuellos de botella relacionados con el ancho de banda.

En muchas implementaciones OCT avanzadas, la tarjeta de adquisición captura grandes volúmenes de datos directamente desde la cámara, mientras que la GPU se encarga de la reconstrucción y el renderizado. Al facilitar una comunicación de alta velocidad entre estos componentes, la placa base reduce la carga de la CPU y mejora la eficiencia global del sistema. Posteriormente, la imagen final se entrega desde la GPU a la pantalla con una latencia mínima.

Sin embargo, a medida que evolucionan las tecnologías de imagen, algunas arquitecturas de cámara de nueva generación comienzan a prescindir de las GPU dedicadas, y envían los datos directamente a la placa base para que sea la CPU quien asuma el procesamiento. Este cambio incrementa todavía más la importancia del rendimiento de la placa base, especialmente ahora que las plataformas Intel y AMD de última generación continúan ampliando sus capacidades de procesamiento integrado.

La AIMB-588 B1 de Advantech ofrece la flexibilidad necesaria para admitir tanto los actuales flujos de trabajo acelerados por GPU como futuras arquitecturas con menor dependencia gráfica.

Más allá del procesamiento de una única secuencia de imagen, los especialistas necesitan en muchas ocasiones múltiples visualizaciones simultáneas, incluidos imagen en directo, mapas de grosor retiniano, vistas de segmentación y superposiciones diagnósticas.

La AIMB-588 B1 permite utilizar hasta cuatro pantallas 4K independientes mediante salidas duales DisplayPort, HDMI y eDP, facilitando entornos multipantalla avanzados. La conectividad USB 3.2 de alta velocidad y el soporte USB Type-C simplifican la integración de periféricos, mientras que los tres puertos LAN de 2,5 GbE y el puerto GbE adicional permiten un control rápido de los equipos, transferencias de datos seguras e integración más sencilla con infraestructuras IT superiores.

La conectividad del monitor mediante un único cable USB-C también está adquiriendo una importancia creciente en los entornos clínicos. En lugar de gestionar cables independientes para alimentación, audio, funciones táctiles y periféricos USB, los centros sanitarios buscan estaciones de trabajo más limpias, flexibles y ergonómicas basadas en una única conexión. Este enfoque mejora la ergonomía, reduce costes y simplifica la instalación, algo especialmente valioso en consultas y salas de exploración con espacio limitado.

Además, Advantech está desarrollando soluciones de visualización certificadas para uso médico que complementan estas necesidades, lo que contribuye a que los OEM creen sistemas de imagen completos, validados y preparados para su despliegue en entornos sanitarios.

Christoph Kühn, Medical Key Account Sales Manager, Advantech Europe.

Para los OEM de dispositivos médicos, la fiabilidad no depende únicamente de la placa base. La validación, la compatibilidad de software, la gestión remota y el soporte a largo plazo son factores clave para reducir riesgos durante el desarrollo.

Advantech complementa la AIMB-588 B1 con WISE-DeviceOn para gestión remota, API de software embebido, compatibilidad con Windows 10/11 y Ubuntu 22.04, herramientas SDK de IA en la periferia y API SUSI para integración de sistemas. La compañía es además partner oficial tanto de Microsoft como de Canonical.

El objetivo no es simplemente suministrar una placa base, sino proporcionar una plataforma totalmente validada y probada que permita a los OEM integrar sus soluciones médicas con total confianza.

El futuro de la OCT estará marcado por imágenes cada vez más rápidas, diagnósticos asistidos por IA y una creciente adopción de visualización volumétrica en 3D. Los profesionales clínicos demandarán análisis predictivos, retroalimentación en tiempo real e integración fluida con ecosistemas sanitarios digitales más amplios. Responder a estas expectativas exigirá plataformas de computación capaces de ofrecer un rendimiento extremo sin comprometer la fiabilidad, la flexibilidad ni la estabilidad del ciclo de vida.

Con soluciones actuales como la AIMB-588 B1 y nuevas innovaciones en placas base en constante desarrollo, Advantech está construyendo los cimientos del diagnóstico oftalmológico de próxima generación.