MATLAB 및 Simulink를 사용한 치료기기

치료기기의 설계, 시뮬레이션 및 테스트

엔지니어, 연구원, 과학자들은 MATLAB 및 Simulink를 사용하여 업계 규정과 표준을 준수하면서 치료기기를 설계, 시뮬레이션, 테스트할 수 있습니다. 개발 공정에서 FDA/CE 규정을 기준으로 MATLAB 및 Simulink 제품을 검증하고 IEC 62304와 같은 표준을 준수하도록 할 수 있습니다.

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.

센서 데이터 및 제어 시스템의 알고리즘 개발 및 시뮬레이션
계산 모델링 및 시뮬레이션을 사용하여 의료기기 테스트 및 검증
AI(인공 지능) 모델의 훈련, 검증 및 시스템 설계로 통합
실시간 하드웨어 플랫폼으로 신속 프로토타이핑 수행
완전한 요구사항 추적성을 갖춘 IEC 62304 준수 임베디드 소프트웨어 개발

“Simulink로 인공호흡기의 임베디드 소프트웨어를 모델링, 시뮬레이션, 구현함에 따라 규정 준수와 인증이 크게 간소화되었습니다. 모델을 통해 구조화된 개발 공정을 보장할 수 있었고 인증 검토를 위한 상세한 문서 및 시스템의 시각적 표현을 확보할 수 있었습니다.”
Dr. Florian Dietz, Weinmann

MATLAB 및 Simulink를 사용한 치료기기

코로나19 팬데믹 대응을 위한 인공호흡기 설계

실시간으로 암을 표적화하는 암 치료

AI로 백내장 환자의 수술 결과 개선

센서 데이터 및 제어 시스템의 알고리즘 설계 및 시뮬레이션

MATLAB 및 Simulink로 통합 시뮬레이션 환경에서 다양한 물리 영역을 통합하여 복잡한 치료기기를 효율적으로 설계하고 테스트할 수 있습니다. 다중영역 구성요소, 기구학 및 동역학, 데이터 센서, 고급 제어 알고리즘을 시뮬레이션할 수 있습니다. 시뮬레이션을 통해 하드웨어 독립적인 환경에서 시스템 요구사항을 조정하고 설계 장단점을 평가하고 의료기기의 서브시스템을 구현할 수 있습니다.

Weinmann - 모델 기반 설계를 사용한 인명 구조용 운반형 인공호흡기 개발 사례

예제 및 방법

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제품 소개

퍼지 논리를 사용한 인공 췌장 제어

가상 환자 모델을 포함하는 의료기기 테스트에 인실리코 의학 사용

MATLAB 및 Simulink로 인실리코 의학을 사용하여 새로운 의료기기를 개발할 수 있습니다. 폐, 신장, 췌장, 심장, 심혈관계통 등 인체 장기의 동작하는 생리학적 모델을 만들어 인체의 구조와 생리를 충분히 모방할 수 있습니다. 그런 다음에는 이러한 모델을 사용하여 설계를 검증하고 새 치료기기의 성능을 임상학적으로 평가할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 품질이나 안전성을 희생하지 않고도 제품 개발 주기를 단축할 수 있습니다.

예제 및 방법

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제품 소개

시스템 설계로 AI 통합

MATLAB 및 Simulink는 시스템 수준 모델링부터 임베디드 소프트웨어에 이르는 종단간 AI 워크플로를 제공합니다. 모델링과 시뮬레이션을 사용하여 AI 모델을 시스템 설계의 일부로 구현하고 그 성능과 상호운용성을 검증할 수 있습니다. 통합의 경우에는 타겟 하드웨어에 맞게 최적화된 임베디드 코드를 IEC 62304 준수 개발 공정 내에서 모델 기반 설계로 생성할 수 있습니다.

Battelle - NeuroLife System을 사용하여 생각을 운동으로 변환하기

예제 및 방법

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제품 소개

Corindus - 원격로봇 관상동맥 중재술을 위한 실시간 시스템 개발 사례

실시간 하드웨어 플랫폼으로 신속 프로토타이핑 수행

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 시스템 수준 시뮬레이션에서 신속 프로토타이핑이 포함된 실시간 테스트로 전환할 수 있습니다. 새로운 설계 아이디어를 최종 제품을 표현하는 HIL(Hardware-in-the-Loop) 플랫폼에서 구현하고 테스트할 수 있습니다. 이와 같은 워크플로를 통해 전체적 개발 공정을 단축하면서 치료기기 알고리즘의 안전성과 성능을 검증할 수 있습니다.

예제 및 방법

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제품 소개

IEC 62304 준수 임베디드 소프트웨어 개발

MATLAB 및 Simulink를 사용한 모델 기반 설계를 통해 치료기기의 IEC 62304 준수 임베디드 소프트웨어를 개발할 수 있습니다. 모델 기반 설계는 확인과 검증을 소프트웨어 개발 워크플로에 통합하므로 의료기기에 사용되는 안전하고 테스트를 마친 소프트웨어를 설계하기 위한 공통 프레임워크를 수립합니다. MATLAB 및 Simulink를 사용해 IEC 62304 표준에서 요구되는 대부분의 문서를 완전한 추적성을 갖춘 상태로 자동 생성할 수 있습니다.