Wbudowana aplikacja dla medycznego urządzenia laserowego

W wyspecjalizowanej dziedzinie badań i rozwoju urządzeń medycznych wybór odpowiednich technologii i partnera zdolnego do zapewnienia kompleksowego wsparcia popartego sprawdzoną wiedzą specjalistyczną w sektorze urządzeń medycznych jest trudnym procesem, szczególnie dla osób niezaznajomionych ze stroną techniczną. Niniejsze studium przypadku przedstawia rozwój naszej wbudowanej aplikacji dla medycznego urządzenia laserowego.

Medyczne urządzenie laserowe – pomysł na projekt

Jesteśmy firmą zajmującą się tworzeniem oprogramowania i sprzętu na zamówienie, a 80% naszych klientów to producenci urządzeń medycznych lub startupy z branży IoT. Nasze zaangażowanie w świadczenie wysokiej jakości usług potwierdzają certyfikaty ISO 9001:2015 i ISO 13485:2016. Wykorzystując nasze bogate doświadczenie w tej dziedzinie, rozpoczęliśmy demonstracyjny projekt, który integruje zarówno wbudowany sprzęt, jak i komponenty oprogramowania. Projekt ten symuluje użycie lasera, który jest powszechny w zastosowaniach medycznych, takich jak chirurgia i estetyka.

Komponenty systemu

Projekt obejmuje zarówno elementy sprzętowe, jak i oprogramowanie. Rdzeniem systemu jest mini-komputer Raspberry Pi 4, który jest idealny do projektów demonstracyjnych ze względu na przystępną cenę i konfigurowalne zasoby. Chociaż jest on powszechnie stosowany w projektach komercyjnych, ma pewne ograniczenia, na przykład środowiskowe (wysoka temperatura czy wilgotność).

Nasze urządzenie zawiera dwie diody: ostrzegawczą, migającą pomarańczową diodę i czerwoną diodę laserową. Tranzystor NPN jest używany do regulacji zasilania diody laserowej, a rezystory są stosowane w całym urządzeniu, aby zapewnić bezpieczną pracę.

 

W naszym projekcie wykorzystaliśmy standardowy 7-calowy wyświetlacz LCD o rozdzielczości 1024×600 pikseli. Ten pojemnościowy ekran dotykowy obsługuje do 5 punktów dotyku, umożliwiając takie funkcje, jak obracanie modelu 3D w aplikacji za pomocą gestów.

Po stronie oprogramowania opracowaliśmy niestandardowy obraz Yocto, minimalizując system, aby zawierał tylko niezbędne komponenty. Interfejs użytkownika projektu został zaprogramowany przy użyciu frameworka Qt, a komunikacja z fizycznymi komponentami podłączonymi do pinów GPIO była obsługiwana przy użyciu języka C++.

 

Funkcjonalności

Oprogramowanie prezentuje trójwymiarowy model ludzkiego ciała, który użytkownik może dowolnie obracać i powiększać, aby umożliwić użytkownikowi przyjrzenie się fizjonomii przed rozpoczęciem właściwego zabiegu. Funkcje te zostały zaimplementowane przy użyciu potężnego modułu Qt Quick 3D. Zapewnia on API wysokiego poziomu do tworzenia treści 3D i interfejsów użytkownika 3D. Możliwe jest mieszanie elementów Qt Quick 2D i 3D.

Użytkownik może wybrać jedną z predefiniowanych procedur lub zastosować własną, niestandardową procedurę z parametrami takimi jak czas trwania, intensywność lasera czy inne. Funkcja ta została zainspirowana prawdziwą laseroterapią, którą posiadał jeden z pomysłodawców projektu. Rzeczywiście istniała opcja samodzielnego skonfigurowania parametrów lub wybrania jednej z dobrze znanych, predefiniowanych opcji.

Ostatecznie wszystko prowadzi do rozpoczęcia procedury, podczas której laser działa zgodnie z zastosowanymi parametrami.

 

Tworzenie oprogramowania dla urządzeń medycznych z wykorzystaniem Qt framework

Qt to stabilny i popularny zestaw narzędzi, który umożliwia tworzenie wydajnych aplikacji z atrakcyjnym interfejsem użytkownika. W Scythe Studio używamy tego właśnie frameworka z kilku kluczowych powodów:

 

Wyjątkowa wydajność

Rdzeń Qt opiera się na wydajnym języku C++, który zwiększa wydajność i bezpieczeństwo aplikacji. Pozwala to również programistom na integrację innych zewnętrznych bibliotek C++.

 

Zgodność z medycznymi standardami

Moduł Qt Safe Renderer jest odpowiedni dla urządzeń podtrzymujących i ratujących życie. TÜV NORD poświadczył, że Qt Safe Renderer spełnia wymagania norm IEC 62304:2015, IEC 61508:2010-3 7.4.4 i ISO 9001:2015.

 

Multiplatformowość

Qt umożliwia tworzenie aplikacji na wiele platform, w tym Windows, iOS, Android, Linux i systemy wbudowane, przy użyciu tej samej bazy kodu. Zmniejsza to wydatki na zasoby ludzkie i przyspiesza proces tworzenia oprogramowania.

 

Qt Safe Renderer

W przypadku awarii oprogramowania, Qt Safe Renderer zapewnia chirurgom dostęp do krytycznych informacji, działając niezależnie od głównej aplikacji.

 

Szybki proces tworzenia oprogramowania

Korzystając z języka QML, nasi programiści mogą szybko dostosowywać wygląd aplikacji do zmian w projekcie. QML pozwala łatwo łączyć się z logiką w C++, co skutkuje płynnym, atrakcyjnym wizualnie UI.

 

Gotowe moduły

Qt oferuje wiele gotowych do użycia funkcji, takich jak modele 3D, Bluetooth, OPC-UA, MQTT i inne, które można bez wysiłku zintegrować z istniejącym kodem.

 

Współpracuj z nami przy twoim projekcie

Odwiedź naszą stronę poświęconą tworzeniu oprogramowania dla urządzeń medycznych, aby poznać szczegóły na temat naszych usług dla branży opieki zdrowotnej. Specjalizujemy się w tworzeniu urządzeń integrujących sprzęt, elektronikę i zaawansowane oprogramowanie. Większość naszych projektów to SiMD (Software in a Medical Device), ale tworzymy również aplikacje SaMD (Software as a Medical Device) na platformy mobilne i stacjonarne, często zawierające funkcje DICOM i PACS.