Entwicklung von Medizinprodukten mithilfe von Model-Based Design

Model-Based Design ermöglicht es Medizintechnikern, die Designphase klar von den Implementierungsschritten zu trennen. Außerdem unterstützt es Ingenieure dabei, agile Ansätze in ihre bestehenden Workflows zur Softwareentwicklung zu integrieren.

Model-Based Design ermöglicht es:

  • diagnostische und therapeutische Algorithmen und Geräte vor der Implementierung zu modellieren und zu simulieren
  • komplexe Mehrdomänen-Systeme auf einer höheren Abstraktionsebene zu verifizieren und zu validieren
  • Entwurfs-Prototypen und Proofs-of-Concept durch automatische Generierung von C, C++-, GPU- oder HDL-Code aus Modellen zu erzeugen
  • individuelle Berichte zu erstellen, die zum Nachweis der Einhaltung von FDA/CE-Vorschriften genutzt werden können
  • durch statische Analysen nachzuweisen, dass Ihr Code unter sämtlichen möglichen Laufzeitbedingungen sicher ist

„Durch Model-Based Design in Simulink konnten wir sowohl die Kosten als auch das Projektrisiko durch frühzeitige Verifikation verringern, die Zeit bis zur Markteinführung eines IEC 62304-zertifizierten Systems verkürzen und qualitativ hochwertigen Seriencode liefern, der auf Anhieb korrekt war.“

Michael Schwarz, ITK Engineering

Entwicklung von Medizinprodukten mit Model-Based Design

Modellierung und Simulation dynamischer Systeme

Die Entwicklung medizinischer Geräte kann verschiedenste technische Disziplinen einbinden wie etwa Software sowie mechanische, elektrische und Fluid-Systeme. Durch die Modellierung dynamischer Systeme mit Simulink® können Sie diese verschiedenen Domänen in eine gemeinsame Simulationsumgebung integrieren und so komplexe Medizinprodukte effizient entwerfen und implementieren.

Mit Model-Based Design können Sie:

  • Modelle von Softwaresystemen ohne Kenntnis von deren späterer Umgebung und Target-Hardware entwickeln
  • simulationsbasierte Tests durchführen, um Anforderungen und Spezifikationen zu verstehen und zu iterieren
  • Design Trade-Offs abwägen und das Verhalten komplexer Mehrdomänen-Geräte bewerten
  • Einheiten und ganze Subsysteme auf Modell- und Code-Ebene testen

Bereitstellung und Prototyping in Echtzeit

Nachdem die Modelle in der Simulation entwickelt und getestet wurden, lässt sich automatisch Code für Prototypen oder das abschließend in die Fertigung gehende Gerät generieren. Sie ersparen sich so das manuelle Schreiben tausender Codezeilen und steigern gleichzeitig Produktivität und Qualität.

Echtzeitsimulationen und -tests ermöglichen es, Entwürfe frühzeitig zu verifizieren, Design Trade-Offs zu bewerten und funktionstüchtige klinische Prototypen in einem Bruchteil der Zeit und zu niedrigeren Kosten zu erstellen.


Verifikation und Validierung von Modellen und Code

Die umfangreichen Verifizierungs- und Validierungsfunktionen von Simulink ermöglichen es Ihnen, Modelle und Code für die Zielhardware auf Herz und Nieren zu prüfen und zu verifizieren. Mit Simulink Test™ und Simulink Requirements™ können Sie:

  • Anforderungen verfassen, analysieren und verwalten sowie Protokolle zur Rückverfolgbarkeit erstellen
  • Analysen zur Modell- und Codeabdeckung durchführen, die die Vollständigkeit der Tests messen
  • simulationsbasierte Tests von Modellen, generiertem Code und simulierter oder physischer Hardware verwalten
  • versteckte Designfehler wie Integer-Überlauf, tote Logik und die Division durch Null identifizieren
  • individuelle Berichte erstellen, die als Nachweis zur Einhaltung von FDA/CE-Vorschriften verwendet werden können