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4-2012

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Editorial Ein

Editorial Ein entscheidender Schritt in der Medizintechnik: Design auf Systemebene Beeindruckende Fortschritte in den Bereichen Elektrotechnik und Informationstechnologie haben die Erwartungen von am Gesundheitswesen Beteiligten im Hinblick auf wesentliche Merkmale neuer Diagnose- und Therapiegeräte erhöht, z.B. Qualität, Geschwindigkeit, Auflösung, Spezifität und Effektivität. Damit aktuelle Standards eingehalten werden können, steht die Medizintechnikbranche unter dem Druck, schnell Technologien zu integrieren, die zuvor nicht zugänglich waren. Diese neuen Technologien ermöglichen es Forschern und Unternehmern, neue Vorgehensweisen zu entwickeln und auf dem aktuellen Stand der Technik zu bleiben, indem sie Mitbewerber in der Medizinbranche dazu bewegen, beste Vorgehensweisen umzusetzen und maßgebliche Neuerungen anzubieten. Dies führt dazu, dass sich die Medizinbranche unaufhaltsam weiterentwickelt. Aufgrund der Zunahme an komplexen, integrierten Systemen ist es nötig, die Herangehensweise an die Entwicklung und die Synthese auf System ebene zu überdenken. Traditionell stehen Fragen der Regulierung, Qualität und Sicherheit im Fokus der Diskussionen über medizinische Geräte. Doch für die neuen Technologien muss ein hohes Maß an Integration, Heterogenität und Komplexität abgedeckt werden. Um diese Probleme effektiv angehen zu können, wird bei einem der empfohlenen Designprozesse zunächst die Modellerstellung der Anwendung von der Architekturplattform getrennt. Anschließend unterstützt er die strukturierte Anpassung dieser Modelle, so dass beide kompatible Ausführungsmodelle und Abstraktionsniveaus aufweisen. Das Ziel der strukturierten Modelltransformation ist, die Einsatzanforderungen zu vereinfachen, damit Teile der Anwendung Verarbeitungselementen der Architekturplattform zugewiesen werden können. Als Beispiele hierfür dienen einige der aktuellsten Bildverarbeitungsanwendungen wie die optische Kohärenztomografie, die Photoakustik sowie Ultraschallanwendungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Auflösung neben aktuelleren Messgeräten für die Labordiagnostik wie die DNA-Abbildung, klinische Chemie und Durchflusszytometrie. Das Gesamtsystem besteht aus mehreren komplexen Komponenten, darunter leistungsstarke Sensoren und Aktoren, mit hoher Dichte, hoher Leistungsfähigkeit, verteilter I/O, nahtloser Systemsynchronisation und komplexen digitalen Verarbeitungsalgorithmen für anspruchsvolle Anwendungen. Diese Algorithmen werden bei einer Kombination aus vielen verschiedenen Verarbeitungseinheiten wie digitalen Signalprozessoren, CPUs, GPUs und FPGAs eingesetzt. Die drei größten Herausforderungen der Integration des Systemdesigns bestehen in den Beziehungen von Hardware zu Hardware, Hardware zu Software und Software zu Software solcher Systeme. Außerdem stellen heterogene Architekturen und die Programmierung auf Anwendungsniveau über beispielsweise C-Varianten und JAVA, parallele Programmiersprachen, Embedded-Programmierung, IC-spezifische Werkzeugketten und Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL und Verilog Unternehmen aus der Medizintechnik vor eine entscheidende Aufgabe. Umfassendes Fachwissen über diese Sprachvarianten und Werkzeugketten erfordert firmeninterne Ressourcen, die über die nötige Erfahrung und die erforderlichen Qualifikationen verfügen, doch nur wenige Entwickler können dies vorweisen. Diese Aufgaben lassen sich mithilfe einer gängigen Plattform lösen, die von Unternehmen wie National Instruments als offene Standardplattform angeboten und unterstützt wird (www.ni.com/medical/d/). von Newton de Faria, Strategic Business Development Manager for Life Sciences, National Instruments meditronic-journal 4/2012 3

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