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                  医疗设备乘AI东风 看MATLAB和Simulink在设计、仿真和构建上发力

                  罗德与施瓦茨中国 ? 2021-08-10 17:14 ? 次阅读

                  借助 MATLAB 和 Simulink ,工程师能够高效地集成和自动化设计、实现和验证的各个阶段,加快医疗设备软件和硬件的开发。 而生物医学工程师能够分析大量多模态生物医学数据集。这些工具还支持工程师开发智能算法,帮助构建下一代医疗设备,以辅助慢性病管理和提高整体生命质量。 下面我们将从三个方面来和大家介绍 MATLAB 和 Simulink 在医疗设备领域的应用。- 医疗设备开发- 生物医学数据分析- FDA 软件确认

                  医疗设备开发

                  借助基于模型的设计,医疗设备工程师能够将设计阶段与实现步骤明确分离。它还可以帮助工程师将敏捷方法集成到现有的软件开发工作流中。

                  “在爱惜康内镜外科公司,我们采用基于模型的设计构建了快速原型工作流,得益于此,我们只需几分钟便可实现和测试新的设计改进,从而将整体开发时间缩短了数月。” —— Mark Overmeyer, Ethicon Endo-Surgery, Inc.

                  动态系统建模与仿真医疗设备的开发可能涉及多个工程域,如软件、机械、电气和流体系统。通过使用 Simulink 进行动态系统建模,您可以在统一的仿真环境中集成多域,以高效地设计和实现复杂的医疗设备。通过这种方法,您可以:

                  开发独立于环境和目标硬件的软件系统模型

                  执行基于仿真的测试,以理解需求和规范并进行迭代

                  执行设计权衡,评估复杂多域设备的行为

                  在模型和代码级别测试单元和整个子系统

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                  部署和实时原型构建一旦模型开发完成并经仿真测试,您可以自动为原型或最终生产单元生成代码。这就不必手动编写数千行代码,从而提高了工作效率和质量。 通过实时仿真和测试,可以在早期验证设计、评估设计权衡,以很少的时间和成本创建有效的临床原型。

                  模型和代码的验证与确认Simulink 提供了诸多验证和确认功能,支持您对目标硬件的模型和代码进行严格的测试和验证。借助 Simulink Test 和 Simulink Requirements,您可以:

                  撰写、分析和管理需求,并创建可追溯性报告

                  执行模型和代码覆盖率分析,以衡量测试的完整性

                  对模型、生成的代码以及仿真或物理硬件的基于仿真的测试进行管理

                  找出隐蔽的设计错误,如整数溢出、死逻辑和除以零

                  生成可用作 FDA/CE 合规证明的可定制报告

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                  借助 MATLAB 和 Simulink,生物医学工程师能够分析大量多模态生物医学数据集。这些工具还支持工程师开发智能算法,帮助构建下一代医疗设备,以辅助慢性病管理和提高整体生命质量。

                  “MATLAB 使我们能够快速开发、调试和测试声音处理算法,MATLAB Coder 简化了在 C 语言中实现这些算法的过程。使用其他环境或编程语言,我们都无法在相同的时间内实现类似的效果。” —— Yulya Goryachev, Respiri

                  生物医学数据预处理和可视化借助 MATLAB 和 Simulink,您可以分析和预处理大量生理信号、医学成像以及生物医学文本和文献数据集。您可以对接硬件设备来采集生理信号。例如,使用 Raspberry Pi 和 Arduino 支持包,您可以对接 Raspberry Pi、Arduino 和 EKGShield 等嵌入式板,从这些传感器采集数据。您还可以访问和分析文件中存储的信号,支持 EDF、Excel 和 MAT 文件。 生物医学工程师或研究人员可以:

                  自动采集和分析来自硬件的图像、视频和信号

                  使用 App 准备并自动标注生物医学信号、图像和文本数据

                  通过仿真生成生理数据集,如 ECG

                  AutoML 和深度学习借助 MATLAB,您可以使用机器学习应用程序进行医疗设备的原型构建和开发。您可以使用机器学习和深度学习等 AI 方法构建预测模型,为患者监控、助听器和治疗应用开发高级算法。 借助 MATLAB 和 Simulink,您能够:

                  用点选式 App 训练和比较模型

                  使用高级信号和图像处理以及自动特征提取方法

                  作为原生模块或 MATLAB Funtion 模块与 Simulink 集成,用于嵌入式部署或仿真

                  使用可解释的机器学习来克服大多数机器学习算法的黑盒特性

                  使用 TensorFlow、PyTorch 和 MxNet 等框架与同行协作

                  在数据集过大而无法放入内存时,借助 tall 数组训练机器学习模型,仅需对代码进行极少的更改。

                  e8da0de8-ebb8-11eb-a97a-12bb97331649.png

                  代码生成和 Simulink 集成将统计和机器学习模型部署到嵌入式系统,并为您的整个机器学习算法生成可读的 C++/C++ 代码,包括预处理和后处理步骤。通过 MATLAB Funtion 模块和 Simulink 中的原生模块,使用机器学习模型加快高保真仿真的验证和确认。您还可以在嵌入式系统、企业系统、FPGA 设备或云中部署经过训练的模型。MATLAB 支持为经过训练的网络以及预处理和后处理自动生成 CUDA 代码,以部署到最新的 NVIDIA GPU

                  验证和确认 - FDA 法规和标准的合规性您可以对 MathWorks 工具进行确认,以用于 FDA/CE 合规工作流,并符合 IEC 62304 等协调标准。在医疗设备开发过程中,MATLAB 和 Simulink 支持您自动创建多种工程报告,从而有助于减轻监管负担、加快交付进程。

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                  确认 MATLAB 产品可以用于 FDA 合规的医疗设备设计工作流。

                  “使用 Simulink 中基于模型的设计,我们能够通过早期验证来降低成本和项目风险,在 IEC 62304 认证体系下加快上市,交付一次性成功的高质量产品级代码。” —— Michael Schwarz, ITK Engineering

                  问:MATLAB 是否经过 FDA 的确认或认证?答:FDA 并不对软件开发工具进行认证或确认。它只负责医疗设备和药品的监管与批准。医疗设备制造商有责任确认自己使用的软件工具,证明这些工具即使在输出不正确的情况下也具有可接受的低伤害风险。 使用 MATLAB 编写的软件已由许多医疗设备和制药用户确认,成为其合规流程的一部分。设备制造商开发并执行自己的计划,在其工作流中确认 MATLAB。

                  问:如何确认我使用 MATLAB 编写的软件?

                  答:确认 MATLAB 代码或任何其他软件主要有两个步骤: 制定并执行确认计划,以确保软件工具(即 MATLAB 和附加产品)按预期工作并产生正确的结果。(此阶段无需进行穷尽测试。) 确认并确保您的算法按预期工作。它是否按照您的要求产生了正确的结果? 本文可以帮助您完成第一步(不受具体用途影响)。如有需要,MathWorks Consulting Services 可以协助您完成第二步。

                  问:我如何创建软件工具确认计划?

                  答:主要有三个步骤: 创建工具确认计划:识别风险,定义使用环境,并执行确认活动以将风险降低到可接受的水平。要记录的典型项目包括危害评估、开发过程中的工具定位、标准操作规程、确认方法、资源和调度。 制定确认方案:其中包括测试用例、预期结果和假设。 执行确认方案:运行测试用例,创建最终的工具确认报告来记录确认活动。

                  问:MathWorks 公司的历史如何?MathWorks 是否提供质量声明?

                  答:MathWorks 公司成立已超过 30 年,产品广泛用于各行各业的各种安全关键型应用。公司在全球拥有超一百万用户。 MathWorks 可以为核心平台产品 MATLAB 和 Simulink 提供单页形式的质量声明,描述质量驱动的开发过程。MathWorks 还可提供来自德国第三方独立测试机构 TüV SüD 的详细审计报告。IEC Certification Kit 可提供上述文件,以满足 IEC 61508 标准的工具认证要求,可证明 MathWorks 遵循的软件开发和确认实践符合行业最高标准。 这些文档加上工具确认报告,可作为软件工具确认文档的一部分提交给 FDA 审批。

                  问:MathWorks 能否帮助我的组织进行工具确认?

                  答:可以。MathWorks Consulting Services 可以为您服务。我们的许多顾问在制定工具确认计划方面有着丰富的经验。顾问可以帮助您制定确认计划,设计确认方案,并获取方案执行的证据,将它们作为工具确认报告的一部分。我们的套件支持增加测试用例以进行扩展,当工具的运用随着时间推移发生变化,您就可以轻松添加新的测试用例。这样,您就可以专注于 MATLAB 中的算法和系统开发活动,FDA 软件工具确认活动则会自动执行。

                  原文标题:医疗 × AI | 设计、仿真和构建下一代医疗设备与合规性保证

                  文章出处:【微信公众号:MATLAB】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

                  原文标题:医疗 × AI | 设计、仿真和构建下一代医疗设备与合规性保证

                  文章出处:【微信号:MATLAB,微信公众号:罗德与施瓦茨中国】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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                  的头像 Xilinx赛灵思官微 发表于 08-09 11:00 ? 1434次 阅读
                  FPGA和GPU计算存储加速有啥不一样

                  Vitis AI 1.4赋予 AI 产品化更多可能性

                  Vitis AI 1.4 赛灵思 Vitis AI 是一款功能强大的机器学习开发平台,用于在赛灵思自....
                  的头像 Xilinx赛灵思官微 发表于 08-09 10:54 ? 129次 阅读
                  Vitis AI 1.4赋予 AI 产品化更多可能性

                  总结一些高效地定制和完善车辆动力学模型的经验

                  上期的强强对话中来自同济大学 DIAN Racing 车队的周晓同学给我们分享了如何绕过车辆电气系统....
                  的头像 MATLAB 发表于 08-09 10:12 ? 111次 阅读
                  总结一些高效地定制和完善车辆动力学模型的经验

                  医用电气设备的安全通用要求

                  医用电气设备的安全通用要求
                  发表于 08-09 10:01 ? 16次 阅读
                  医用电气设备的安全通用要求

                  简述MATLAB中传统信号如何处理

                  振动分析在工程领域很常见,汽车中的 NVH,风机的模态分析,塔架、叶片等机械件的振动频率分析,发电机....
                  的头像 MATLAB 发表于 08-09 09:53 ? 104次 阅读
                  简述MATLAB中传统信号如何处理

                  生物科研领域迈入全新的发展阶段

                  回顾科技革命的发展历程,每一个技术突破、技术研发的“闪光点”,都代表着人类世界的转型升级,代表着新领....
                  发表于 08-06 18:17 ? 110次 阅读
                  生物科研领域迈入全新的发展阶段

                  专心深度实践打造数字乡村绿色发展新样板

                  7月24日,中国农业绿色发展论坛在北京全国农业展览馆成功举办。农业农村部党组成员、副部长马有祥,中国....
                  的头像 华为机器视觉 发表于 08-06 18:08 ? 392次 阅读
                  专心深度实践打造数字乡村绿色发展新样板

                  华为云助力深圳气象局,用AI听风辨雨

                  “烟花4小时挪动了一点点” “烟花实时路径” “烟花在嘉兴平湖再次登陆” 今年的第6号台风“烟花”来....
                  的头像 华为智能汽车解决方案 发表于 08-06 18:01 ? 2625次 阅读
                  华为云助力深圳气象局,用AI听风辨雨

                  电话机器人的普及是否会让电销人员失业

                  电话营销主要是指通过电话与有意向的客户进行一对一的沟通。 事实上,有效电话很少,基本上90%以上都是....
                  发表于 08-06 17:59 ? 30次 阅读
                  电话机器人的普及是否会让电销人员失业

                  传统运维方案真正的痛点在哪

                  自6月20日国家能源局正式发布《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》。截至目前,....
                  的头像 华为终端云服务+ 发表于 08-06 17:24 ? 177次 阅读
                  传统运维方案真正的痛点在哪

                  AI视觉芯片公司爱芯科技完成A+轮数亿元融资,韦豪创芯、美团联合领投

                  爱芯科技成立于2019年5月,专注于研发高性能、低功耗的人工智能视觉处理芯片,并自主开发面向推理加速....
                  发表于 08-06 15:52 ? 1875次 阅读
                  AI视觉芯片公司爱芯科技完成A+轮数亿元融资,韦豪创芯、美团联合领投

                  玩美移动「3D虚拟眼镜及珠宝」?荣获美国SAMMY2021年度最佳产品奖

                  玩美移动以前沿AI、AR技术为眼镜及珠宝品牌发展推出3D AR虚拟试戴服务,再度荣获美国商业智能集团....
                  的头像 话说科技 发表于 08-06 15:16 ? 311次 阅读
                  玩美移动「3D虚拟眼镜及珠宝」?荣获美国SAMMY2021年度最佳产品奖

                  医疗电子凭证件怎么激活

                  医疗电子凭证件怎么激活?
                  的头像 lhl545545 发表于 08-06 11:54 ? 1612次 阅读
                  医疗电子凭证件怎么激活

                  人工智能的发展与应用现状

                  人工智能的发展与应用现状主要有如下状况:
                  的头像 lhl545545 发表于 08-06 10:26 ? 1366次 阅读
                  人工智能的发展与应用现状

                  QPSK相干解调的MATLAB仿真下

                  了解了锁相环的算法后,其次就是要懂如何仿真相干解调。载波恢复很难搞!但搞懂了以后呢?受益无穷!通信大....
                  的头像 通信工程师专辑 发表于 08-06 09:40 ? 193次 阅读
                  QPSK相干解调的MATLAB仿真下

                  QPSK相干解调的MATLAB仿真中

                  现在常用的数字调制方式有二相移相键控(BPSK)、正交移相键控(QPSK)、偏移四项移相键控(OQP....
                  的头像 通信工程师专辑 发表于 08-06 09:34 ? 178次 阅读
                  QPSK相干解调的MATLAB仿真中

                  美方研发超级AI,或将“预测未来”

                  近日,据外媒报道,五角大楼的北美航空航天防御司令部(NORAD)和美国北方司令部公布了一个AI预判系....
                  的头像 Simon观察 发表于 08-06 09:21 ? 1561次 阅读
                  美方研发超级AI,或将“预测未来”

                  Ampere收购OnSpecta,加速对云原生应用程序的AI推理

                  据 IDC 研究显示,到 2024 年,AI 服务器市场市值预计将超 260 亿美元,年增长率将达 ....
                  发表于 08-05 15:36 ? 521次 阅读
                  Ampere收购OnSpecta,加速对云原生应用程序的AI推理

                  凌华科技推出采用传感器开放式系统架构(SOSA)并搭载第11代英特尔? Core? i7处理器的坚固型3U VPX处理器刀片

                  凌华科技推出 VPX3-TL 坚固型 3U VPX 处理器刀片,其采用第 11 代英特尔? Core....
                  发表于 08-05 15:04 ? 1461次 阅读
                  凌华科技推出采用传感器开放式系统架构(SOSA)并搭载第11代英特尔? Core? i7处理器的坚固型3U VPX处理器刀片

                  让AI走进课堂!保伦电子itc未来教学AI分析平台智慧捕抓教学数据

                  当教学质量和学生成绩缺乏有效数据分析?当学校教学决策缺乏数据科学指导?itc未来教学AI分析平台突破....
                  的头像 话说科技 发表于 08-05 14:55 ? 302次 阅读
                  让AI走进课堂!保伦电子itc未来教学AI分析平台智慧捕抓教学数据

                  科技改变未来!TXGA定制化医疗连接器助力设备革新

                  医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人。可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服....
                  的头像 笔求人 发表于 08-05 11:48 ? 43次 阅读
                  科技改变未来!TXGA定制化医疗连接器助力设备革新

                  骁龙不再,谷歌Pixel 6将搭载自研的AI SoC

                  谷歌于美国时间8月1日预告了今年将要发布的两款新机,Pixel 6和Pixel 6 Pro。作为Pi....
                  的头像 E4Life 发表于 08-05 09:39 ? 2151次 阅读
                  骁龙不再,谷歌Pixel 6将搭载自研的AI SoC

                  直流电动机的MATLAB仿真

                  直流电动机的MATLAB仿真(现代电源技术基础计算题)-该文档为直流电动机的MATLAB仿真讲解文档....
                  发表于 08-04 18:25 ? 33次 阅读
                  直流电动机的MATLAB仿真

                  Practical Manual of Abdominal Organ Transplantatio

                  Practical Manual of Abdominal Organ Transplantatio....
                  发表于 08-04 17:08 ? 17次 阅读
                  Practical Manual of Abdominal Organ Transplantatio

                  基于MATLAB的新型CMAC控制器的设计与仿真

                  基于MATLAB的新型CMAC控制器的设计与仿真(开关电源技术试卷)-该文档为基于MATLAB的新型....
                  发表于 08-04 15:53 ? 19次 阅读
                  基于MATLAB的新型CMAC控制器的设计与仿真

                  英伟达初创加速计划全球成员破8,000,助力塑造全球AI初创企业生态格局

                  英伟达初创加速计划数据显示,美国在AI初创企业的数量(占近27%)和获得的资金数额(累计资金超过27....
                  发表于 08-03 17:47 ? 790次 阅读
                  英伟达初创加速计划全球成员破8,000,助力塑造全球AI初创企业生态格局

                  AI很火,落地很难?

                  电子发烧友网报道(文/黄晶晶)数据显示,2020年中国人工智能产业规模超过1500亿元,带动相关产业....
                  的头像 芯链 发表于 08-02 08:08 ? 1447次 阅读
                  AI很火,落地很难?

                  AI机器人在生活中的应用

                  “烟花”来势汹汹,不按套路出牌,东腾西挪,兜兜转转,多地被台风席卷,也牵动着许多人的心。城市生活很脆....
                  发表于 07-30 17:27 ? 147次 阅读
                  AI机器人在生活中的应用
                  欧美美女的白虎