醫(yī)療 × AI | 設(shè)計、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、實行和驗證的逐個階段，放慢醫(yī)療設(shè)施軟件和設(shè)備的開發(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發(fā)自動算法，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個方面來和大家簡介 MATLAB 和 Simulink 在醫(yī)療設(shè)施行業(yè)的運用。
- 醫(yī)療設(shè)施開發(fā)
- 生物醫(yī)學(xué)信息解析
- FDA 軟件確定
1、醫(yī)療設(shè)施開發(fā)
借助基于模型的設(shè)計，醫(yī)療設(shè)施工程師可以將設(shè)計階段與實行方法明確分離。它還能以輔助工程師將矯捷方式集成到現(xiàn)有的軟件開發(fā)工作流中。
“在愛護康內(nèi)鏡內(nèi)科企業(yè)，咱們采取基于模型的設(shè)計構(gòu)建了迅速原型工作流，得益于此，咱們只要幾分鐘即可實行和測驗新的設(shè)計改善，進而將總體開發(fā)時間變短了數(shù)月?！?/p>
動態(tài)體系建模與仿生
醫(yī)療設(shè)施的開發(fā)也許牽扯多個工程域，如軟件、機器、電氣和流系統(tǒng)統(tǒng)。通過應(yīng)用 Simulink? 進舉措態(tài)體系建模，您能夠在統(tǒng)一的仿生場景中集成多域，以高效地設(shè)計和實行高難的醫(yī)療設(shè)施。通過這類方式，您能夠：
· 開發(fā)獨立于場景和目的設(shè)備的軟件體系模型
· 施行基于仿生的測驗，以解讀需要和標(biāo)準(zhǔn)并進行迭代
· 施行設(shè)計掂量，評價高難多域設(shè)施的言行
· 在模型和代碼級別測驗單元和全部子體系
布置和實時原型構(gòu)建
一經(jīng)模型開發(fā)完結(jié)并經(jīng)仿生測驗，您能夠智能為原型或終極制造單元形成代碼。這就不用手動編寫數(shù)千行代碼，進而提升了工作效益和品質(zhì)。
通過實時仿生和測驗，能夠在初期驗證設(shè)計、評價設(shè)計掂量，以很少的時間和本錢創(chuàng)立有效的臨床原型。
模型和代碼的驗證與確定
Simulink 供應(yīng)了諸多驗證和確定性能，追隨您對目的設(shè)備的模型和代碼進行嚴(yán)密的測驗和驗證。借助 Simulink Test? 和 Simulink Requirements?，您能夠：
· 撰寫、解析和治理需要，并創(chuàng)立可追溯性報表
· 施行模型和代碼覆蓋率解析，以掂量測驗的完好性
· 對模型、形成的代碼并且仿生或物理設(shè)備的基于仿生的測驗進行治理
· 找尋隱秘的設(shè)計錯誤，如整數(shù)逸出、死邏輯和除以零
· 形成可用作 FDA/CE 合規(guī)證實的可定制報表
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發(fā)自動算法，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 使咱們可以迅速開發(fā)、調(diào)試和測驗聲響解決算法，MATLAB Coder 簡化了在 C 話語中實行這類算法的流程。應(yīng)用其余場景或編程話語，咱們都不能在相近的時間內(nèi)實行相似的成效?！?/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、醫(yī)學(xué)成像并且生物醫(yī)學(xué)文本和文獻信息集。您能夠連接設(shè)備設(shè)施來收集心理信號。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。您還能以訪問和解析文件中存儲的信號，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：
· 智能收集和解析來自設(shè)備的圖片、視頻和信號
· 應(yīng)用 App 籌備并智能標(biāo)志生物醫(yī)學(xué)信號、圖片和文本信息
· 通過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)用機械學(xué)習(xí)運用程序進行醫(yī)療設(shè)施的原型構(gòu)建和開發(fā)。您能夠應(yīng)用機械學(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、助聽器和治愈運用開發(fā)頂級算法。借助 MATLAB 和 Simulink，您可以：
· 用點選式 App 訓(xùn)練和較為模型
· 應(yīng)用頂級信號和圖片解決并且智能特點提煉方式
· 成為原生模塊或 MATLAB Funtion 模塊與 Simulink 集成，用來嵌入式布置或仿生
· 應(yīng)用可闡明的機械學(xué)習(xí)來戰(zhàn)勝大多數(shù)機械學(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
· 在信息集過大而不能放入內(nèi)存時，借助 tall 數(shù)組訓(xùn)練機械學(xué)習(xí)模型，只需對代碼進行極少的更改。
代碼形成和 Simulink 集成
將統(tǒng)計和機械學(xué)習(xí)模型布置到嵌入式體系，并為您的全部機械學(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 MATLAB Funtion 模塊和 Simulink 中的原生模塊，應(yīng)用機械學(xué)習(xí)模型放慢高保真仿生的驗證和確定。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)過訓(xùn)練的模型。MATLAB 追隨為經(jīng)過訓(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 工具進行確定，以用來 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)施開發(fā)流程中，MATLAB 和 Simulink 追隨您智能創(chuàng)立多種工程報表，進而有助于加重監(jiān)控負(fù)責(zé)、放慢交付進程。
3、FDA 軟件認(rèn)證
確定 MATLAB? 成品能夠用來 FDA 合規(guī)的醫(yī)療設(shè)施設(shè)計工作流。
“應(yīng)用 Simulink 中基于模型的設(shè)計，咱們可以通過初期驗證來減低本錢和項目危害，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代碼?！薄?Michael Schwarz, ITK Engineering
問：MATLAB 能否經(jīng)過 FDA 確實認(rèn)或認(rèn)證？
答：FDA 并非對軟件開發(fā)工具進行認(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)過程的一部份。設(shè)施生產(chǎn)商開發(fā)并施行自身的策劃，在其工作流中確定 MATLAB。
問：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。（此階段無需進行窮盡測驗。）
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（不受詳細用處牽連）。真有須要，MathWorks Consulting Services 能夠幫助您完結(jié)第二步。
問：我怎樣創(chuàng)立軟件工具確定策劃？
答：首要有3個方法：
創(chuàng)立工具確定策劃：辨認(rèn)危害，定論應(yīng)用場景，并施行確定活動以將危害減低到可接受的程度。要記載的典型項目含蓋風(fēng)險評價、開發(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。
制訂確定計劃：此中含蓋測驗用例、預(yù)料結(jié)果和如果。
施行確定計劃：運作測驗用例，創(chuàng)立終極的工具確定報表來記載確定活動。
問：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，成品全面用來各行各業(yè)的各類安全要害型運用。企業(yè)在世界具有超一百萬客戶。
MathWorks 能夠為中心平臺成品 MATLAB 和 Simulink 供應(yīng)單頁形態(tài)的品質(zhì)申明，描繪品質(zhì)驅(qū)動的開發(fā)流程。MathWorks 還能供應(yīng)來自德國第三方獨立測驗機構(gòu) TüV SüD 的全面審計報表。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 MathWorks 遵循的軟件開發(fā)和確定實踐適合領(lǐng)域最高規(guī)范。
這類質(zhì)料加上工具確定報表，可成為軟件工具確定質(zhì)料的一部份提交達 FDA 審批。
問：MathWorks 可否輔助我的組織進行工具確定？
答：能夠。MathWorks Consulting Services 能夠為您服務(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)計確定計劃，并獲得計劃施行的證據(jù)，將它們成為工具確定報表的一部份。咱們的套件追隨加大測驗用例以進行擴展，當(dāng)工具的應(yīng)用緊隨時間推移產(chǎn)生改變，您就能夠輕盈增加新的測驗用例。如此，您就能夠?qū)Ｗ⒂?MATLAB 中的算法和體系開發(fā)活動，F(xiàn)DA 軟件工具確定活動則會智能施行。
文章出自MathWorks
