MATLAB e Simulink per dispositivi terapeutici

Progettazione, simulazione e test di dispositivi terapeutici

MATLAB e Simulink consentono a ingegneri, ricercatori e scienziati di progettare, simulare e testare dispositivi terapeutici 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
Utilizzare la modellazione e la simulazione computazionale per testare e convalidare dispositivi medici
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 modellazione, la simulazione e l’implementazione tramite Simulink del software embedded del ventilatore hanno semplificato notevolmente l’ottenimento della certificazione di conformità. Il modello ha contribuito a garantire un processo di sviluppo strutturato, fornendo una documentazione completa e una rappresentazione visiva del sistema ai fini della revisione della certificazione.”
Florian Dietz, Weinmann

Utilizzo di MATLAB e Simulink per i dispositivi terapeutici

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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 terapeutici complessi in modo efficiente. È possibile simulare componenti multidominio, cinematica e dinamica, sensori dei dati e algoritmi di controllo avanzati. Le simulazioni aiutano a perfezionare i requisiti di sistema, valutare i tradeoff di progettazione e implementare sottosistemi del dispositivo medico in un ambiente indipendente dall’hardware.

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Utilizzo della medicina in silico per i test di dispositivi medici con modelli di pazienti virtuali

La medicina in silico consente di sviluppare nuovi dispositivi medici con MATLAB e Simulink. È possibile creare modelli fisiologici funzionali di organi umani come polmoni, reni, pancreas, cuore e sistema cardiovascolare al fine di replicare in modo adeguato l’anatomia e la fisiologia del corpo umano. Questi modelli possono poi essere utilizzati per convalidare i progetti e valutare clinicamente le prestazioni di nuovi dispositivi terapeutici. Ciò consente ai produttori di accorciare il ciclo di sviluppo dei prodotti senza comprometterne la qualità o la sicurezza.

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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 in sede di 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.

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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 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 terapeutico 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 terapeutici. 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.