醫(yī)療 × AI | 設(shè)計(jì)、仿生和構(gòu)建下一代醫(yī)療設(shè)施與合規(guī)性確保

借助 MATLAB? 和 Simulink? ，工程師可以高效地集成和智能化設(shè)計(jì)、實(shí)行和驗(yàn)證的逐個(gè)階段，放慢醫(yī)療設(shè)施軟件和設(shè)備的開(kāi)發(fā)。

而生物醫(yī)學(xué)工程師可以解析批量多模態(tài)生物醫(yī)學(xué)信息集。這類工具還追隨工程師開(kāi)發(fā)自動(dòng)算法，輔助構(gòu)建下一代醫(yī)療設(shè)施，以輔助慢性病治理和提升總體生命品質(zhì)。

以下咱們將從3個(gè)方面來(lái)和大家簡(jiǎn)介 MATLAB 和 Simulink 在醫(yī)療設(shè)施行業(yè)的運(yùn)用。

- 醫(yī)療設(shè)施開(kāi)發(fā)

- 生物醫(yī)學(xué)信息解析

- FDA 軟件確定

1、醫(yī)療設(shè)施開(kāi)發(fā)

借助基于模型的設(shè)計(jì)，醫(yī)療設(shè)施工程師可以將設(shè)計(jì)階段與實(shí)行方法明確分離。它還能以輔助工程師將矯捷方式集成到現(xiàn)有的軟件開(kāi)發(fā)工作流中。

“在愛(ài)護(hù)康內(nèi)鏡內(nèi)科企業(yè)，咱們采取基于模型的設(shè)計(jì)構(gòu)建了迅速原型工作流，得益于此，咱們只要幾分鐘即可實(shí)行和測(cè)驗(yàn)新的設(shè)計(jì)改善，進(jìn)而將總體開(kāi)發(fā)時(shí)間變短了數(shù)月?！?/p>

動(dòng)態(tài)體系建模與仿生

醫(yī)療設(shè)施的開(kāi)發(fā)也許牽扯多個(gè)工程域，如軟件、機(jī)器、電氣和流系統(tǒng)統(tǒng)。通過(guò)應(yīng)用 Simulink? 進(jìn)舉措態(tài)體系建模，您能夠在統(tǒng)一的仿生場(chǎng)景中集成多域，以高效地設(shè)計(jì)和實(shí)行高難的醫(yī)療設(shè)施。通過(guò)這類方式，您能夠：

· 開(kāi)發(fā)獨(dú)立于場(chǎng)景和目的設(shè)備的軟件體系模型

· 施行基于仿生的測(cè)驗(yàn)，以解讀需要和標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行迭代

· 施行設(shè)計(jì)掂量，評(píng)價(jià)高難多域設(shè)施的言行

· 在模型和代碼級(jí)別測(cè)驗(yàn)單元和全部子體系

布置和實(shí)時(shí)原型構(gòu)建

一經(jīng)模型開(kāi)發(fā)完結(jié)并經(jīng)仿生測(cè)驗(yàn)，您能夠智能為原型或終極制造單元形成代碼。這就不用手動(dòng)編寫數(shù)千行代碼，進(jìn)而提升了工作效益和品質(zhì)。

通過(guò)實(shí)時(shí)仿生和測(cè)驗(yàn)，能夠在初期驗(yàn)證設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)掂量，以很少的時(shí)間和本錢創(chuàng)立有效的臨床原型。

模型和代碼的驗(yàn)證與確定

Simulink 供應(yīng)了諸多驗(yàn)證和確定性能，追隨您對(duì)目的設(shè)備的模型和代碼進(jìn)行嚴(yán)密的測(cè)驗(yàn)和驗(yàn)證。借助 Simulink Test? 和 Simulink Requirements?，您能夠：

· 撰寫、解析和治理需要，并創(chuàng)立可追溯性報(bào)表

· 施行模型和代碼覆蓋率解析，以掂量測(cè)驗(yàn)的完好性

· 對(duì)模型、形成的代碼并且仿生或物理設(shè)備的基于仿生的測(cè)驗(yàn)進(jìn)行治理

· 找尋隱秘的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，如整數(shù)逸出、死邏輯和除以零

· 形成可用作 FDA/CE 合規(guī)證實(shí)的可定制報(bào)表

2、生物醫(yī)學(xué)信息解析

借助 MATLAB? 和 Simulink?，生物醫(yī)學(xué)工程師可以解析批量多模態(tài)生物醫(yī)學(xué)信息集。這類工具還追隨工程師開(kāi)發(fā)自動(dòng)算法，輔助構(gòu)建下一代醫(yī)療設(shè)施，以輔助慢性病治理和提升總體生命品質(zhì)。

“MATLAB 使咱們可以迅速開(kāi)發(fā)、調(diào)試和測(cè)驗(yàn)聲響解決算法，MATLAB Coder 簡(jiǎn)化了在 C 話語(yǔ)中實(shí)行這類算法的流程。應(yīng)用其余場(chǎng)景或編程話語(yǔ)，咱們都不能在相近的時(shí)間內(nèi)實(shí)行相似的成效?！?/p>

生物醫(yī)學(xué)信息預(yù)解決和可視化

借助 MATLAB 和 Simulink，您能夠解析和預(yù)解決批量心理信號(hào)、醫(yī)學(xué)成像并且生物醫(yī)學(xué)文本和文獻(xiàn)信息集。您能夠連接設(shè)備設(shè)施來(lái)收集心理信號(hào)。比如，應(yīng)用 Raspberry Pi? 和 Arduino? 追隨包，您能夠連接 Raspberry Pi、Arduino 和 EKGShield 等嵌入式板，從這類傳感器收集信息。您還能以訪問(wèn)和解析文件中存儲(chǔ)的信號(hào)，追隨 EDF、Excel? 和 MAT 文件。生物醫(yī)學(xué)工程師或研發(fā)職員能夠：

· 智能收集和解析來(lái)自設(shè)備的圖片、視頻和信號(hào)

· 應(yīng)用 App 籌備并智能標(biāo)志生物醫(yī)學(xué)信號(hào)、圖片和文本信息

· 通過(guò)仿生形成心理信息集，如 ECG

AutoML 和深度學(xué)習(xí)

借助 MATLAB，您能夠應(yīng)用機(jī)械學(xué)習(xí)運(yùn)用程序進(jìn)行醫(yī)療設(shè)施的原型構(gòu)建和開(kāi)發(fā)。您能夠應(yīng)用機(jī)械學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等 AI 方式構(gòu)建預(yù)判模型，為患者監(jiān)管、助聽(tīng)器和治愈運(yùn)用開(kāi)發(fā)頂級(jí)算法。借助 MATLAB 和 Simulink，您可以：

· 用點(diǎn)選式 App 訓(xùn)練和較為模型

· 應(yīng)用頂級(jí)信號(hào)和圖片解決并且智能特點(diǎn)提煉方式

· 成為原生模塊或 MATLAB Funtion 模塊與 Simulink 集成，用來(lái)嵌入式布置或仿生

· 應(yīng)用可闡明的機(jī)械學(xué)習(xí)來(lái)戰(zhàn)勝大多數(shù)機(jī)械學(xué)習(xí)算法的黑盒特征

· 應(yīng)用 TensorFlow?、PyTorch 和 MxNet 等框架與同行合作

· 在信息集過(guò)大而不能放入內(nèi)存時(shí)，借助 tall 數(shù)組訓(xùn)練機(jī)械學(xué)習(xí)模型，只需對(duì)代碼進(jìn)行極少的更改。

代碼形成和 Simulink 集成

將統(tǒng)計(jì)和機(jī)械學(xué)習(xí)模型布置到嵌入式體系，并為您的全部機(jī)械學(xué)習(xí)算法形成可讀的 C/C++ 代碼，含蓋預(yù)解決和后解決方法。通過(guò) MATLAB Funtion 模塊和 Simulink 中的原生模塊，應(yīng)用機(jī)械學(xué)習(xí)模型放慢高保真仿生的驗(yàn)證和確定。您還能以在嵌入式體系、公司體系、FPGA 設(shè)施或云中布置經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的模型。MATLAB 追隨為經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)并且預(yù)解決和后解決智能形成 CUDA? 代碼，以布置到最新的 NVIDIA? GPU。

驗(yàn)證和確定 - FDA 法規(guī)和規(guī)范的合規(guī)性

您能夠?qū)?MathWorks 工具進(jìn)行確定，以用來(lái) FDA/CE 合規(guī)工作流，并適合 IEC 62304 等協(xié)作規(guī)范。在醫(yī)療設(shè)施開(kāi)發(fā)流程中，MATLAB 和 Simulink 追隨您智能創(chuàng)立多種工程報(bào)表，進(jìn)而有助于加重監(jiān)控負(fù)責(zé)、放慢交付進(jìn)程。

3、FDA 軟件認(rèn)證

確定 MATLAB? 成品能夠用來(lái) FDA 合規(guī)的醫(yī)療設(shè)施設(shè)計(jì)工作流。

“應(yīng)用 Simulink 中基于模型的設(shè)計(jì)，咱們可以通過(guò)初期驗(yàn)證來(lái)減低本錢和項(xiàng)目危害，在 IEC 62304 認(rèn)證系統(tǒng)下放慢上市，交付一次性順利的高端量成品級(jí)代碼。”—— Michael Schwarz, ITK Engineering

問(wèn)：MATLAB 能否經(jīng)過(guò) FDA 確實(shí)認(rèn)或認(rèn)證？

答：FDA 并非對(duì)軟件開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行認(rèn)證或確定。它只負(fù)擔(dān)醫(yī)療設(shè)施和藥品的監(jiān)控與核準(zhǔn)。醫(yī)療設(shè)施生產(chǎn)商有責(zé)任確定自身應(yīng)用的軟件工具，證實(shí)這類工具縱然在流出不準(zhǔn)確的狀況下也擁有可接受的低損害危害。

應(yīng)用 MATLAB 編寫的軟件已由不少醫(yī)療設(shè)施和制藥客戶確定，變成其合規(guī)過(guò)程的一部份。設(shè)施生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)并施行自身的策劃，在其工作流中確定 MATLAB。

問(wèn)：怎樣確定我應(yīng)用 MATLAB 編寫的軟件？

答：確定 MATLAB 代碼或任意其余軟件首要有2個(gè)方法：制訂并施行確定策劃，以保證軟件工具（即 MATLAB 和附帶成品）按預(yù)料工作并構(gòu)成準(zhǔn)確的結(jié)果。（此階段無(wú)需進(jìn)行窮盡測(cè)驗(yàn)。）

確定并保證您的算法按預(yù)料工作。它能否根據(jù)您的需要構(gòu)成了準(zhǔn)確的結(jié)果？

本文能夠輔助您完結(jié)第一步（不受詳細(xì)用處牽連）。真有須要，MathWorks Consulting Services 能夠幫助您完結(jié)第二步。

問(wèn)：我怎樣創(chuàng)立軟件工具確定策劃？

答：首要有3個(gè)方法：

創(chuàng)立工具確定策劃：辨認(rèn)危害，定論應(yīng)用場(chǎng)景，并施行確定活動(dòng)以將危害減低到可接受的程度。要記載的典型項(xiàng)目含蓋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)流程中的工具定位、規(guī)范操控規(guī)程、確定方式、資源和調(diào)度。

制訂確定計(jì)劃：此中含蓋測(cè)驗(yàn)用例、預(yù)料結(jié)果和如果。

施行確定計(jì)劃：運(yùn)作測(cè)驗(yàn)用例，創(chuàng)立終極的工具確定報(bào)表來(lái)記載確定活動(dòng)。

問(wèn)：MathWorks 企業(yè)的歷程怎樣？MathWorks 能否供應(yīng)品質(zhì)申明？

答：MathWorks 企業(yè)建立已超越 30 年，成品全面用來(lái)各行各業(yè)的各類安全要害型運(yùn)用。企業(yè)在世界具有超一百萬(wàn)客戶。

MathWorks 能夠?yàn)橹行钠脚_(tái)成品 MATLAB 和 Simulink 供應(yīng)單頁(yè)形態(tài)的品質(zhì)申明，描繪品質(zhì)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)流程。MathWorks 還能供應(yīng)來(lái)自德國(guó)第三方獨(dú)立測(cè)驗(yàn)機(jī)構(gòu) TüV SüD 的全面審計(jì)報(bào)表。IEC Certification Kit 可供應(yīng)上述文件，以滿足 IEC 61508 規(guī)范的工具認(rèn)證需要，可證實(shí) MathWorks 遵循的軟件開(kāi)發(fā)和確定實(shí)踐適合領(lǐng)域最高規(guī)范。

這類質(zhì)料加上工具確定報(bào)表，可成為軟件工具確定質(zhì)料的一部份提交達(dá) FDA 審批。

問(wèn)：MathWorks 可否輔助我的組織進(jìn)行工具確定？

答：能夠。MathWorks Consulting Services 能夠?yàn)槟?wù)。咱們的不少專家在制訂工具確定策劃方面具有充足的經(jīng)歷。專家能夠輔助您制訂確定策劃，設(shè)計(jì)確定計(jì)劃，并獲得計(jì)劃施行的證據(jù)，將它們成為工具確定報(bào)表的一部份。咱們的套件追隨加大測(cè)驗(yàn)用例以進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)工具的應(yīng)用緊隨時(shí)間推移產(chǎn)生改變，您就能夠輕盈增加新的測(cè)驗(yàn)用例。如此，您就能夠?qū)Ｗ⒂?MATLAB 中的算法和體系開(kāi)發(fā)活動(dòng)，F(xiàn)DA 軟件工具確定活動(dòng)則會(huì)智能施行。

文章出自MathWorks