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

                  2021年07月22日 17:06 ? 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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                  生物医学数据分析

                  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。

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                  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。

                  FDA 软件认证

                  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。

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                  瑞萨电子与Syntiant共同开发结合先进视觉与...

                  镜子+AI,一块就上千,新一代的韭菜收割器?

                  近几年来,人工智能大数据在蓬勃的发展,不仅是产业急速扩张,企业疯狂涌入,同时人才待遇也在水涨船高。但....
                  发表于 2021-07-28 08:52? 2052次阅读
                  镜子+AI,一块就上千,新一代的韭菜收割器?

                  RT-AK及Art-Pi简介

                  Github:https://github.com/EdgeAIWithRTT/Project7-C....
                  发表于 2021-07-26 18:16? 545次阅读
                  RT-AK及Art-Pi简介

                  ElectroKnox 借助赛灵思 Zynq? ...

                  ElectroKnox 公司为现代互联汽车提供了桥接各种通信协议的域控制器和智能中央网关解决方案。其....
                  发表于 2021-07-23 17:36? 1532次阅读
                  ElectroKnox 借助赛灵思 Zynq? ...

                  借助自适应模块化系统 (SOM)加速边缘创新

                  自适应计算包含能够针对具体应用进行优化的硬件,例如现场可编程门阵列 (FPGA),它是一个功能强大的....
                  发表于 2021-07-23 17:27? 1756次阅读
                  借助自适应模块化系统 (SOM)加速边缘创新

                  商汤科技成立新加坡国际AI创新中心,“原创AI”...

                  在人工智能时代,以商汤科技为代表的中国AI企业已经开始在世界的舞台上崭露头角。
                  发表于 2021-07-23 17:17? 797次阅读
                  商汤科技成立新加坡国际AI创新中心,“原创AI”...

                  重磅新品!研华EI-52边缘智能系统搭载Inte...

                  研华 EI-52 搭载第 11 代 Intel Core i5/i3/Celeron 处理器,支持 ....
                  发表于 2021-07-23 17:12? 1989次阅读
                  重磅新品!研华EI-52边缘智能系统搭载Inte...

                  直线电机加持的AI抽油烟机

                  作为现代职业女性,不仅是职场能手,更是厨房高手,食物背后是满满的情感。但做菜时的油烟却始终困扰着我们....
                  发表于 2021-07-23 13:53? 151次阅读
                  直线电机加持的AI抽油烟机

                  2021第四届人工智能大会成功举办,揭秘AI最新...

                  2021年7月22日,由全球知名电子科技媒体电子发烧友主办的2021第四届人工智能大会在深圳成功举办....
                  发表于 2021-07-23 09:43? 5139次阅读
                  2021第四届人工智能大会成功举办,揭秘AI最新...

                  飞腾业绩2020年猛增6.8倍 !CPU发力高性...

                  朱大勇分析说,数字化转型对于芯片支撑能力提出了更高要求,包括多样化算力、高性能、低功耗和高安全性。仅....
                  发表于 2021-07-23 09:34? 4257次阅读
                  飞腾业绩2020年猛增6.8倍 !CPU发力高性...

                  NVIDIA在推理方面取得突破,从云端到边缘实现...

                  NVIDIA于今日发布公司第八代AI软件TensorRT? 8。该软件将语言查询推理时间缩短了一半,....
                  发表于 2021-07-21 15:07? 2928次阅读
                  NVIDIA在推理方面取得突破,从云端到边缘实现...

                  三年半亏损23亿元,云从科技成功IPO!AI“四...

                  电子发烧友网报道(文/黄晶晶)7月20日,科创板传来好消息,云从科技顺利过会。云从科技将是AI四小龙....
                  发表于 2021-07-21 08:00? 4207次阅读
                  三年半亏损23亿元,云从科技成功IPO!AI“四...

                  千核RISC-V处理器,通往AI之路的完全体

                  谈到如何设计AI加速器,许多工程师都会给出不同的答案,但归根结底仍是在一颗先进制程的芯片上排列组合数....
                  发表于 2021-07-20 09:53? 4630次阅读
                  千核RISC-V处理器,通往AI之路的完全体

                  发力端侧、边缘侧AI能力,爱芯科技AX630A赋...

                  人工智能视觉芯片初创公司爱芯科技亮相“2021中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会”(简称ICD....
                  发表于 2021-07-19 15:07? 1568次阅读
                  发力端侧、边缘侧AI能力,爱芯科技AX630A赋...

                  腾讯造芯!自研AI芯片;小米手机超越苹果,出货量...

                  两大重点高校相继成立集成电路学院 ? 7月14日,华中科技大学未来技术学院和集成电路学院也正式揭牌成....
                  发表于 2021-07-18 11:07? 3888次阅读
                  腾讯造芯!自研AI芯片;小米手机超越苹果,出货量...

                  昇腾AI的三级跳

                  我们的读者,应该都已经关注昇腾AI很长时间了。 如果回溯整个昇腾AI计算产业的发展历程,会发现两个节....
                  发表于 2021-07-16 19:42? 241次阅读
                  昇腾AI的三级跳

                  硬杠TensorFlow/PyTorch,这家中...

                  目前比较主流的AI深度学习框架主要由国际巨头领衔,比如谷歌的TensorFlow和Facebook的....
                  发表于 2021-07-16 18:18? 3558次阅读
                  硬杠TensorFlow/PyTorch,这家中...

                  超异构驱动数据,数据释放AI价值

                  AlphaGo的出现,掀开了人工智能发展的新一轮高潮。在这六年当中,以数据为主要驱动力的AI技术,已....
                  发表于 2021-07-15 15:48? 733次阅读
                  超异构驱动数据,数据释放AI价值

                  AI时代,智能硬件如何照亮求学之路

                  普罗米修斯盗天火,西汉匡衡凿壁偷光夜读书,爱迪生发明电灯泡……从古至今,光都代表着人类对知识和真理的....
                  发表于 2021-07-15 10:07? 1648次阅读
                  AI时代,智能硬件如何照亮求学之路

                  创新技术论坛和法规峰会如约而至,紧跟高端医疗设备...

                  2021Medtec中国展即将于9月1-3日在上海世博展览馆举办,深受医疗器械设计与制造行业注册、质....
                  发表于 2021-07-14 14:10? 295次阅读
                  创新技术论坛和法规峰会如约而至,紧跟高端医疗设备...

                  科创AI第一股汽车业务提速在即 解读虹软VisD...

                  刚刚落幕的世界人工智能大会上,澎湃而来的数字化转型浪潮再一次席卷了各大行业。尤其是在汽车领域,随着A....
                  发表于 2021-07-13 12:14? 192次阅读
                  科创AI第一股汽车业务提速在即 解读虹软VisD...

                  给AI时代装配“新大脑”:数据密集型超算带来了哪...

                  这几天,世界人工智能大会成为了行业中当之无愧的流量焦点,而媒体与分析师对这届大会的关注点也各有不同。....
                  发表于 2021-07-12 21:58? 246次阅读
                  给AI时代装配“新大脑”:数据密集型超算带来了哪...

                  让AI抛弃“小作坊”,拥抱“工业化”:盘古大模型...

                  如果你想要一台冰箱,结果只能买到压缩机,金属面板、塑料储物盒,需要自己进行组装;如果你想要一台汽车,....
                  发表于 2021-07-12 21:48? 191次阅读
                  让AI抛弃“小作坊”,拥抱“工业化”:盘古大模型...

                  AI食品加工机器人方案的说明

                  为什么要使用机器人对食品进行加工 食品加工和包装机械制造业是为食品工业提供技术装备的重要产业。近年来....
                  发表于 2021-07-12 17:24? 138次阅读
                  AI食品加工机器人方案的说明

                  AI食品加工机器人方案的简介

                  为什么要使用机器人对食品进行加工 食品加工和包装机械制造业是为食品工业提供技术装备的重要产业。近年来....
                  发表于 2021-07-12 17:14? 112次阅读
                  AI食品加工机器人方案的简介

                  英特尔中国研究院宋继强:AI技术已成为推动数字化...

                  2021年7月9日,2021世界人工智能大会(WAIC 2021)日前在上海开幕。首日举办的“智能芯....
                  发表于 2021-07-12 14:11? 401次阅读
                  英特尔中国研究院宋继强:AI技术已成为推动数字化...

                  极视角在WAIC带来什么新玩意?

                  2021年7月7日,2021世界人工智能大会(简称WAIC)在上海开幕。本届大会的主题是“智联世界 ....
                  发表于 2021-07-10 21:03? 1351次阅读
                  极视角在WAIC带来什么新玩意?

                  酷培AI+教育,新教育方式将走向何方?

                  人工智能发展如火如荼,给各行各业都带来了新的发展方向。尤其是教育行业,AI技术的赋能改变了传统的学习....
                  发表于 2021-07-09 14:41? 121次阅读
                  酷培AI+教育,新教育方式将走向何方?

                  以Chiplet技术推动AI产业加速发展-蓝洋智...

                  南京蓝洋智能科技有限公司创立于2019年,公司在GPU、NPU、多媒体及高效计算等多个领域具有深厚的....
                  发表于 2021-07-09 14:25? 1317次阅读
                  以Chiplet技术推动AI产业加速发展-蓝洋智...

                  大算力,小应用!红杉资本沈南鹏看好AI+智能生活...

                  7月8日,在上海举办的世界人工智能大会上,红杉资本全球执行合伙人、红杉资本中国基金创始及执行合伙人沈....
                  发表于 2021-07-09 09:17? 4250次阅读
                  大算力,小应用!红杉资本沈南鹏看好AI+智能生活...

                  中国最大的计算芯片诞生!燧原科技发布邃思2.0 ...

                  燧原科技于7月7日在上海发布第二代人工智能训练产品——“邃思2.0”芯片、基于邃思2.0的“云燧T2....
                  发表于 2021-07-08 21:34? 4588次阅读
                  中国最大的计算芯片诞生!燧原科技发布邃思2.0 ...

                  TM1730具有哪些功能特点应用?

                  TM1730功能特点是什么? TM1730应用是什么? ...
                  发表于 2021-06-01 06:32? 0次阅读
                  TM1730具有哪些功能特点应用?

                  如何在系统设计中添加“黑盒子”故障记录仪?

                  本文介绍了一种在网络、通信、工业和医疗设备中增添“黑盒子”功能的方案。综合介绍了记录故障数据的优势,包括能够快...
                  发表于 2021-05-25 06:57? 0次阅读
                  如何在系统设计中添加“黑盒子”故障记录仪?

                  医疗设备的接地电阻过高问题分析

                  医疗设备的接地电阻过高问题
                  发表于 2021-03-04 06:51? 202次阅读
                  医疗设备的接地电阻过高问题分析

                  手持医疗设备电路保护中的的重要设计元素

                  便携式手持医疗设备无论在医疗机构还是在病人家中,均能改善病患护理情况。对电子电路保护器件的正确使用是医疗设备设...
                  发表于 2021-01-16 10:30? 2126次阅读
                  手持医疗设备电路保护中的的重要设计元素

                  兼容液体介质的压力传感器的优势

                  目前,市面上的传感器种类繁多,令人眼花缭乱。但是对于医疗系统OEM来说,要为具备在液体感应或冷凝潮湿应用中的医...
                  发表于 2020-08-28 07:13? 303次阅读
                  兼容液体介质的压力传感器的优势

                  兼容液体介质的压力传感器改善医疗设备设计方案

                  目前,市面上的传感器种类繁多,令人眼花缭乱。但是对于医疗系统OEM来说,要为具备在液体感应或冷凝潮湿应用中的医...
                  发表于 2020-08-27 07:53? 303次阅读
                  兼容液体介质的压力传感器改善医疗设备设计方案

                  如何使用压力传感器测量负压

                    当下,创伤治疗设备设计人员普遍面临一个重大挑战,就是如何选择合适的组件,使得设备能够满足不同重症护理的应用...
                  发表于 2020-08-27 06:34? 303次阅读
                  如何使用压力传感器测量负压

                  兼容液体介质的压力传感器改善了医疗设备的设计

                  目前,市面上的传感器种类繁多,令人眼花缭乱。但是对于医疗系统OEM来说,要为具备在液体感应或冷凝潮湿应用中的医...
                  发表于 2020-08-26 08:08? 404次阅读
                  兼容液体介质的压力传感器改善了医疗设备的设计

                  当今医疗设备设计师的终极挑战是什么

                  作者:霍尼韦尔传感与控制部 全球产品经理 Jacqueline Leff、Rick Ercolano  “宁为太平犬,莫作离乱人”这句话...
                  发表于 2020-08-26 06:13? 303次阅读
                  当今医疗设备设计师的终极挑战是什么

                  当今医疗设备设计师的终极挑战是什么

                  “宁为太平犬,莫作离乱人”这句话准确地描述了当下医疗设备设计工程师们的处境,瞬息万变的市场发展市场发展使他们面...
                  发表于 2020-08-20 06:13? 202次阅读
                  当今医疗设备设计师的终极挑战是什么
                  欧美美女的白虎