MATLAB und Simulink für chirurgische Geräte

Entwurf, Prototyp-Entwicklung und Test von chirurgischen Geräten und Robotern

MATLAB^® und Simulink^® ermöglichen es Ingenieuren, Wissenschaftlern und Forschern, chirurgische Geräte und Roboter zu entwickeln, Prototypen zu erstellen und zu testen und dabei die geltenden Vorschriften und Normen einzuhalten. Sie können MATLAB- und Simulink-Produkte für FDA-/CE-Verordnungen validieren und die Konformität mit Normen wie IEC 62304 während des Entwicklungsprozesses sicherstellen.

Mit MATLAB und Simulink können Sie:

Algorithmen für Sensordaten und Regelungssysteme entwickeln und simulieren
Eingebettete Computer-Vision-Algorithmen für die Bildverarbeitung in Echtzeit erstellen
Modelle der künstlichen Intelligenz (KI) trainieren, validieren und in die Systementwicklung integrieren
Rapid Prototyping mit Echtzeit-Hardware-Plattformen durchführen
IEC 62304-konforme Embedded Software mit vollständiger Rückverfolgbarkeit der Anforderungen entwickeln

„Das Model-Based Design ist für unsere Innovationen von entscheidender Bedeutung, da es uns ermöglicht, neue Fähigkeiten zu entwickeln und sie umgehend bereitzustellen. Wir können in kürzester Zeit einen Prototyp bauen, beweisen, dass er den Anforderungen entspricht, und ihn dann in der Phase der Produktentwicklung weiter perfektionieren.“
Doug Teany, Chief Operating Officer bei Corindus

Chirurgische Geräte mit MATLAB und Simulink

Ein Chirurg sitzt am Schreibtisch und navigiert mithilfe eines Geräts durch die Bilder, die auf den Bildschirmen vor ihm angezeigt werden.

Telemedizin ermöglicht erste robotergestützte Herzoperation aus der Ferne

Erstellung eines Prototyps für ein endoskopisch-chirurgisches Klammergerät mithilfe von Model-Based Design

Kastenförmige Hardware mit digitaler Anzeige auf der Vorderseite des Geräts.

WOM verkürzt die Markteinführungszeit für Software zur Steuerung chirurgischer Geräte durch Model-Based Design

Entwicklung und Simulation von Algorithmen für Sensordaten und Regelungssysteme

Mit MATLAB und Simulink lassen sich verschiedene physikalische Domänen in eine einheitliche Simulationsumgebung integrieren, um komplexe chirurgische Geräte und Roboter zu entwickeln und zu testen. Sie haben die Möglichkeit taktile Sensoren, mehrere Freiheitsgrade, eine komplexe Kinematik und Dynamik, Arbeitsbereichsbeschränkungen und erweiterte Regelungsalgorithmen zu simulieren. Simulationen erleichtern dabei die Systementwicklung, die die Interoperabilität von Algorithmen, Sensoren und Mehrkörper-Komponenten in einer Hardware-unabhängigen Umgebung sicherstellen muss.

Simulink-Blockdiagramm des Endo-Cutters von DEMCON.

DEMCON reduziert die Entwicklungszeit für FPGA-gesteuerte chirurgische Instrumente

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Zwei Screenshots von Diagrammen, die von der „Fluorescence Tracker“-App in MATLAB angezeigt werden.

Automatisierung der endoskopischen Gewebecharakterisierung bei Krebspatienten mithilfe von Computer Vision

Erstellung eingebetteter Computer-Vision-Algorithmen für die Echtzeit-Bildgebung

MATLAB und Simulink bieten eine Umgebung, die eine schnelle und intuitive Entwicklung von Computer-Vision-Algorithmen für die Bildverbesserung, chirurgische Navigation und Gewebeerkennung ermöglicht. So können Sie in kürzester Zeit Prototypen verschiedener Bildverarbeitungsmethoden erstellen und deren tatsächliche Leistung überprüfen. Nach der Validierung können diese Algorithmen für eine schnelle Echtzeit-Bildgebung optimiert werden, indem sie mithilfe der automatischen Codegenerierung auf CPUs, FPGAs und Grafikkarten implementiert werden.

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KI-Integration in die Systementwicklung

MATLAB und Simulink bieten einen durchgängigen KI-Workflow, der sich von der Modellierung auf Systemebene bis hin zur Embedded Software erstreckt. Sie können KI-Modelle als Teil des Systemdesigns implementieren und ihre Leistung und Interoperabilität mithilfe von Modellierungen und Simulationen validieren. Zur Integration können Sie optimierten Embedded Code für die Zielhardware generieren – und das alles innerhalb eines IEC 62304-konformen Entwicklungsprozesses mithilfe des Model-Based Design.

KI für Entwickler: Aufbau eines KI-Systems

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Corindus entwickelt Echtzeitsystem für telerobotische Koronarintervention

Rapid Prototyping mit Echtzeit-Hardware-Plattformen

Mit MATLAB und Simulink können Sie von der Simulation auf Systemebene zu Echtzeittests mit Rapid Prototyping übergehen. Neue Ideen zur Entwicklung können im Nu umgesetzt und auf einer Hardware-in-the-Loop (HIL)-Plattform, die das Endprodukt darstellt, getestet werden. Mit diesem Workflow lässt sich die Sicherheit und Leistung von Algorithmen auf dem chirurgischen Gerät überprüfen, während gleichzeitig der gesamte Entwicklungsprozess verkürzt wird.

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Entwicklung IEC 62304-konformer Embedded Software

Mithilfe von Model-Based Design in MATLAB und Simulink können Sie Embedded Software für chirurgische Geräte entwickeln, die der Norm IEC 62304 entspricht. Das Model-Based Design integriert die Verifizierung und Validierung in den Softwareentwicklungsprozess und schafft ein gemeinsames Framework für die Entwicklung sicherer und geprüfter Software für medizinische Geräte. Die meisten der von der Norm IEC 62304 geforderten Dokumentationen werden automatisch und mit voller Rückverfolgbarkeit mithilfe von MATLAB und Simulink erstellt.