MATLAB e Simulink per l’imaging medico

Progettazione, sviluppo e test di algoritmi e dispositivi di imaging medico

MATLAB e Simulink consentono di progettare, sviluppare e testare algoritmi e dispositivi di imaging medico nel rispetto delle normative e degli standard del settore. È possibile convalidare i prodotti MATLAB e Simulink per i dispositivi medici per soddisfare le normative FDA/CE e conformarsi a standard quali IEC 62304 nel processo di sviluppo.

Con MATLAB e Simulink, è possibile:

  • Prototipare e implementare tecniche di formazione e ricostruzione delle immagini ad alte prestazioni
  • Creare algoritmi di elaborazione delle immagini per la visione artificiale, la radiomica e la diagnosi automatizzata
  • Addestrare e convalidare modelli esplicabili di intelligenza artificiale (IA) e Deep Learning
  • Distribuire e condividere applicazioni di imaging medico nel cloud
  • Progettare e simulare antenne, array, sistemi di alimentazione e sistemi di controllo per dispositivi di imaging medico

"Simulink favorisce la comunicazione tra gli architetti di sistema e i progettisti di hardware. È come un linguaggio condiviso che ci permette di scambiare conoscenze, idee e progettazioni. Grazie a Simulink e HDL Coder ci siamo potuti concentrare sullo sviluppo dei nostri algoritmi e sul perfezionamento della progettazione attraverso la simulazione, piuttosto che sul controllo della sintassi VHDL e delle regole di codifica".

Marcel van Bakel, Philips Healthcare

Accelerazione della formazione e ricostruzione di immagini

MATLAB e Simulink offrono una combinazione di funzionalità di ricostruzione e formazione delle immagini che consentono di creare immagini mediche di alta qualità da dati grezzi come lo spazio k (MRI), i segnali RF (ecografia) e i raggi di proiezione (TAC). È possibile prototipare rapidamente diverse tecniche e convalidarne le prestazioni. Dopo la convalida, questi algoritmi possono essere ottimizzati per l'acquisizione rapida delle immagini implementandoli in CPU, GPU e FPGA mediante la generazione di codice.


Sviluppo di algoritmi avanzati di elaborazione di immagini mediche

Grazie alle ampie capacità di elaborazione delle immagini di MATLAB e Simulink, è possibile importare, visualizzare e analizzare immagini mediche nel loro formato nativo come 3D (MRI, TAC), in tempo reale (ecografia, endoscopia), multimodali (PET, SPECT) o ad alta risoluzione (patologia digitale). Le applicazioni interattive integrate forniscono workflow intuitivi per la visione artificiale, la radiomica e la diagnosi automatizzata. Per la produzione, gli algoritmi possono essere tradotti automaticamente in codice ottimizzato ad alte prestazioni per l'hardware target.


Creazione di applicazioni di imaging medico basate sull'intelligenza artificiale

MATLAB e Simulink consentono l’utilizzo di applicazioni di imaging medico basate sull'intelligenza artificiale, come la segmentazione delle immagini, la classificazione e il rilevamento degli oggetti. È possibile lavorare con framework di IA comuni come TensorFlow™ e PyTorch e, soprattutto, integrare l'IA nel workflow completo per lo sviluppo di un'applicazione di imaging. La progettazione Model-Based consente di incorporare la verifica e la convalida nel processo di sviluppo per garantire la conformità alle normative FDA/CE.


Distribuzione e condivisione di applicazioni di imaging medico nel cloud

Con MATLAB e Simulink è possibile creare applicazioni di imaging medico basate sul cloud per software-as-a-service (SaaS) e Healthcare IoT utilizzando provider pubblici come AWS®, Azure® o NVIDIA® GPU cloud. È possibile creare applicazioni web basate su browser per condividere le applicazioni con altri per la collaborazione e la convalida esterna. Inoltre, è possibile utilizzare il cloud per accelerare le prestazioni delle applicazioni di imaging nel Deep Learning e in altre attività di calcolo intensivo.


Progettazione di dispositivi di imaging medico

Con MATLAB e Simulink è possibile progettare parti di dispositivi di imaging medico e sistemi di controllo utilizzando la modellazione e la simulazione. È possibile progettare componenti multidominio come bobine per MRI, array di trasduttori a ultrasuoni, sistemi di alimentazione RF, nonché sistemi di controllo per motori, gestione termica e tensioni dell'acceleratore di raggi X. Inoltre, è possibile testare il corretto funzionamento di questi componenti in un ambiente virtuale prima di costruire costosi prototipi hardware.

Grafico di una bobina MRI a gabbia di uccello in MATLAB.

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