Eingebettete Anwendung für medizinische Laservorrichtung

In der spezialisierten Welt der medizinischen Forschung und Entwicklung ist die Auswahl der richtigen Technologien und eines Partners, der umfassende Unterstützung auf Basis nachgewiesener Fachkenntnisse im Bereich medizinischer Geräte bieten kann, ein herausfordernder Prozess, insbesondere für diejenigen, die mit der technischen Seite nicht vertraut sind. Diese Fallstudie untersucht die Entwicklung unserer eingebetteten Anwendung für ein medizinisches Lasergerät.

Medizinische Laservorrichtung – Projektidee

Wir sind ein Unternehmen für kundenspezifische Software- und Hardwareentwicklung, wobei 80 % unserer Kunden Hersteller von medizinischen Geräten oder Medizintechnik-Startups sind. Unser Engagement für die Bereitstellung hochwertiger Dienstleistungen wird durch unsere Zertifizierungen nach ISO 9001:2015 und ISO 13485:2016 belegt. Unter Ausnutzung unserer umfangreichen Erfahrung in diesem Bereich haben wir ein Demonstrationsprojekt gestartet, das sowohl eingebettete Hardware- als auch Softwarekomponenten integriert. Dieses Projekt simuliert den Einsatz eines Lasers, der in medizinischen Anwendungen wie Operationen und Ästhetik weit verbreitet ist.

Systemkomponenten

Das Projekt umfasst sowohl Hardware- als auch Softwareelemente. Im Kern des Systems befindet sich ein Raspberry Pi 4 Einplatinencomputer, der sich aufgrund seiner Erschwinglichkeit und anpassbaren Ressourcen ideal für Demonstrationsprojekte eignet. Obwohl er häufig in kommerziellen Projekten verwendet wird, hat er einige Einschränkungen, wie z. B. Umweltbeschränkungen.

Unser Gerät umfasst zwei Dioden: eine warnende, blinkende orangefarbene Diode und eine rote Laserdiod. Ein NPN-Transistor wird verwendet, um die Stromversorgung der Laserdiod zu regulieren, und Widerstände werden im gesamten Gerät eingesetzt, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

 

 

Wir verwendeten ein standardmäßiges 7-Zoll-LCD-Display mit einer Auflösung von 1024×600 Pixeln in unserem Design. Dieser kapazitive Touchscreen unterstützt bis zu 5-Punkt-Berührungen und ermöglicht Funktionen wie das Drehen eines 3D-Modells innerhalb der Anwendung mittels Gesten.

Auf der Softwareseite entwickelten wir ein benutzerdefiniertes Yocto-Image, um das System auf die notwendigen Komponenten zu beschränken. Die Benutzeroberfläche des Projekts wurde mit dem Qt-Framework programmiert, und die Kommunikation mit physischen Komponenten, die mit den GPIO-Pins verbunden sind, wurde in C++ gehandhabt.

 

Funktionalitäten

Die Software präsentiert das 3D-Modell des menschlichen Körpers, das Benutzer frei drehen und zoomen können, um die Physiognomie vor Beginn des eigentlichen Verfahrens zu untersuchen. Diese Funktionen wurden mit dem leistungsstarken Qt Quick 3D-Modul implementiert, das ein hochentwickeltes API für den Aufbau von 3D-Inhalten und Benutzeroberflächen bietet. Es ermöglicht auch das Mischen von Qt Quick 2D- und 3D-Elementen.

Benutzer können eine der vordefinierten Prozeduren auswählen oder eine eigene, benutzerdefinierte Prozedur mit Parametern wie Dauer, Laserintensität und mehr anwenden. Diese Funktion wurde von der realen Lasertherapieerfahrung eines der Projektinitiatoren inspiriert. Benutzer können die Parameter selbst konfigurieren oder aus bekannten, vordefinierten Optionen wählen.

Letztendlich führt dies zum Start des Verfahrens, bei dem der Laser gemäß den angewendeten Parametern arbeitet.

 

Entwicklung von medizinischer Software mit Qt

Qt ist ein stabiles und leistungsstarkes Toolkit, das die Erstellung effizienter Anwendungen mit einer attraktiven Benutzeroberfläche ermöglicht. Bei Scythe Studio verwenden wir das Qt-Framework aus mehreren wichtigen Gründen:

 

Hervorragende Leistung

Der Kern von Qt basiert auf der effizienten C++-Sprache, die die Leistung und Sicherheit von Anwendungen verbessert. Dies ermöglicht es Entwicklern auch, andere externe C++-Bibliotheken zu integrieren.

 

Einhaltung von medizinischen Zertifizierungsstandards

Das Qt Safe Renderer-Modul ist für lebensunterstützende und lebensrettende Geräte geeignet. TÜV NORD hat bestätigt, dass Qt Safe Renderer die Anforderungen der Normen IEC 62304:2015, IEC 61508:2010-3 7.4.4 und ISO 9001:2015 erfüllt.

 

Plattformübergreifende Kompatibilität

Qt ermöglicht die Entwicklung von Anwendungen für mehrere Plattformen, darunter Windows, iOS, Android, Linux und eingebettete Systeme, unter Verwendung desselben Codebasis. Dies reduziert den Ressourcenaufwand und beschleunigt den Softwareentwicklungsprozess.

 

Qt Safe Renderer

Im Falle eines Softwarefehlers stellt Qt Safe Renderer sicher, dass kritische Informationen für das medizinische Personal zugänglich bleiben und unabhängig von der Hauptanwendung arbeiten.

 

Effizienter Entwicklungsprozess

Mit der QML-Sprache können unsere Entwickler das Erscheinungsbild der Anwendung schnell an Designänderungen anpassen. QML lässt sich leicht mit C++-Logik kombinieren, was zu einem nahtlosen, optisch ansprechenden Design mit einem stabilen Backend führt.

 

Fertigmodule

Qt bietet zahlreiche sofort einsatzbereite Funktionen wie 3D-Modelle, Bluetooth, OPC-UA, MQTT und mehr, die mühelos in vorhandenen Code integriert werden können.

Kooperieren Sie mit uns bei Ihrem Medizinprojekt

Besuchen Sie unsere Seite zur Entwicklung von Software für medizinische Geräte, um detaillierte Informationen über unsere Dienstleistungen für die Gesundheitsbranche zu erhalten. Wir sind auf die Entwicklung von Geräten spezialisiert, die Hardware, Elektronik und fortschrittliche Software integrieren. Die meisten unserer Projekte sind SiMD (Software in a Medical Device), aber wir entwickeln auch SaMD (Software as a Medical Device)-Anwendungen für mobile und Desktop-Plattformen, oft mit DICOM- und PACS-Funktionen.

 

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