MATLAB and Simulink per dispositivi chirurgici

Progettazione, prototipazione e test di dispositivi e robot chirurgici

MATLAB^® e Simulink^® consentono a ingegneri, ricercatori e scienziati di progettare, prototipare e testare dispositivi e robot chirurgici nel rispetto delle normative e degli standard del settore. È possibile convalidare i prodotti MATLAB e Simulink per le normative FDA/CE e conformarsi a standard quali IEC 62304 nel processo di sviluppo.

Con MATLAB e Simulink, è possibile:

Progettare e simulare algoritmi per dati dei sensori e sistemi di controllo
Creare algoritmi di visione artificiale embedded per l'elaborazione delle immagini in tempo reale
Addestrare, convalidare e integrare modelli di intelligenza artificiale (IA) nella progettazione di sistemi
Eseguire la prototipazione rapida con piattaforme hardware in tempo reale
Sviluppare software embedded conformi allo standard IEC 62304 con piena tracciabilità dei requisiti

“La progettazione Model-Based è un elemento fondamentale della nostra capacità di innovazione poiché ci permette di sviluppare nuove funzionalità e di distribuirle rapidamente. In poco tempo possiamo costruire un prototipo, dimostrare che soddisfa i requisiti per poi perfezionarlo nella fase di sviluppo del prodotto.”
Doug Teany, Chief Operating Officer presso Corindus

Utilizzo di MATLAB e Simulink per i dispositivi chirurgici

Un chirurgo seduto a una scrivania utilizza un dispositivo per scorrere tra le immagini visualizzate sugli schermi davanti a lui.

La telemedicina consente il primo intervento di cardiochirurgia robotica a distanza

Illustrazione di un prototipo di suturatrice.

Creazione di un prototipo di suturatrice endoscopica mediante la progettazione Model-Based

Hardware a forma di scatola con display digitale sulla parte anteriore.

WOM accelera l’immissione sul mercato del software di controllo di dispositivi chirurgici con la progettazione Model-Based

Progettazione e simulazione di algoritmi per dati di sensori e sistemi di controllo

Con MATLAB e Simulink è possibile integrare diversi domini fisici in un ambiente di simulazione unificato per progettare e testare dispositivi e robot chirurgici complessi. È possibile simulare sensori tattili, diversi gradi di libertà, cinematica e dinamica complesse, vincoli dello spazio di lavoro e algoritmi di controllo avanzati. Le simulazioni agevolano la progettazione di sistemi, che deve garantire l'interoperabilità di algoritmi, sensori e componenti multicorpo in un ambiente indipendente dall'hardware.

Diagramma a blocchi di Simulink dell’endocutter di DEMCON.

DEMCON riduce i tempi di sviluppo per gli strumenti chirurgici controllati con FPGA

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Due schermate di grafici mostrati dall’app Fluorescence Tracker in MATLAB.

Automazione della caratterizzazione endoscopica dei tessuti nei pazienti oncologici con la visione artificiale

Creazione di algoritmi di visione artificiale embedded per l’imaging in tempo reale

MATLAB e Simulink forniscono un ambiente che consente lo sviluppo rapido e intuitivo di algoritmi di visione artificiale per il miglioramento delle immagini, la navigazione chirurgica e il rilevamento dei tessuti. È possibile prototipare rapidamente diversi metodi di elaborazione delle immagini e convalidarne le prestazioni reali. In seguito alla convalida, questi algoritmi possono essere ottimizzati per l'imaging veloce in tempo reale mediante distribuzione su CPU, GPU e FPGA utilizzando la generazione automatica di codice.

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Integrazione dell'intelligenza artificiale nella progettazione di sistemi

MATLAB e Simulink forniscono un workflow di IA end-to-end, dalla modellazione a livello di sistema al software embedded. È possibile implementare modelli di intelligenza artificiale come parte della progettazione di sistemi e convalidarne le prestazioni e l'interoperabilità utilizzando la modellazione e la simulazione. Ai fini dell'integrazione, è possibile generare codice embedded ottimizzato per l'hardware target, il tutto all'interno di un processo di sviluppo conforme allo standard IEC 62304, utilizzando la progettazione Model-Based.

IA per ingegneri: creazione di un sistema di IA

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Corindus sviluppa un sistema in tempo reale per effettuare interventi coronarici tramite telerobot

Esecuzione della prototipazione rapida con piattaforme hardware in tempo reale

Con MATLAB e Simulink è possibile passare dalla simulazione a livello di sistema ai test in tempo reale con la prototipazione rapida. Le nuove idee di progettazione possono essere rapidamente implementate e testate su una piattaforma Hardware-In-the-Loop (HIL) che rappresenta il prodotto finale. Questo workflow consente di verificare la sicurezza e le prestazioni degli algoritmi sul dispositivo chirurgico e di velocizzare il processo di sviluppo complessivo.

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Sviluppo di software embedded conformi allo standard IEC 62304

Grazie alla progettazione Model-Based con MATLAB e Simulink, è possibile sviluppare software embedded conformi allo standard IEC 62304 per dispositivi chirurgici. La progettazione Model-Based integra la verifica e la convalida nel workflow di sviluppo software e stabilisce un quadro comune per la progettazione di software sicuri e testati per i dispositivi medici. La maggior parte della documentazione richiesta dallo standard IEC 62304 viene creata automaticamente con una tracciabilità completa mediante MATLAB e Simulink.