MATLAB と Simulink を使用すると、業界の規制や規格を遵守しつつ、医用画像処理アルゴリズムと医療機器を設計・開発して、テストすることができます。医療機器向けの MATLAB や Simulink 製品の妥当性を確認することで、開発プロセスにおいて FDA や CE の規制要件を満たし、IEC 62304 などの規格に適合させることができます。

MATLAB と Simulink を使用すると、以下を行うことができます。

  • 高性能な画像形成および再構成手法のプロトタイピングと実装
  • コンピューター ビジョン、ラジオミクス、コンピューター支援診断のための画像処理アルゴリズムの作成
  • 説明可能な人工知能 (AI) とディープラーニング モデルの学習と検証
  • クラウドでの医用画像処理アプリケーションの展開と共有
  • 医用画像機器向けのアンテナ、アレイ、電力システム、制御システムの設計とシミュレーション

「Simulink を使用することで、システムアーキテクトとハードウェア設計者の間のコミュニケーションがスムーズになります。Simulink という共通言語のおかげで、私たちは知識、アイデア、設計を交換することができます。Simulink と HDL Coder により、VHDL 構文とコーディングルールのチェックに時間をかけることなく、アルゴリズムの開発と、シミュレーションを介した設計の微調整に注力することができます。」

画像形成と画像再構成の高速化

MATLAB と Simulink では、k 空間 (MRI)、RF 信号 (超音波)、投影線 (CT) などの生データから高画質な医用画像の作成を可能にする再構成と形成の機能を組み合わせて利用できます。さまざまな手法を素早くプロトタイピングし、動作を検証することができます。検証後は、CPU、GPU、FPGA への実装用コードを生成し、アルゴリズムを最適化することで、高速な画像処理を実現できます。


高度な医用画像処理アルゴリズムの開発

MATLAB と Simulink の広範な画像処理機能により、医用画像を 3D (MRI、CT)、リアルタイム (超音波、内視鏡検査)、マルチモーダル (PET、SPECT)、高解像度 (デジタルパソロジー) などのネイティブ形式でインポート、可視化、解析することができます。組み込みの対話型アプリにより、コンピューター ビジョン、ラジオミクス、コンピューター支援診断タスク向けの直感的なワークフローが提供されます。製品化のため、アルゴリズムはターゲット ハードウェア用に最適化された高性能なコードに自動的に変換できます。


AI ベースの医用画像アプリケーションの作成

MATLAB と Simulink を使用することで、画像セグメンテーション、分類、オブジェクト検出などの AI ベースの医用画像処理アプリケーションの作成が可能になります。TensorFlow™ や PyTorchYou などの一般的な AI フレームワークを利用できるだけでなく、AI を画像処理アプリケーションの完全な開発ワークフローに統合できるという利点があります。また、モデルベースデザインを用いることで、FDA や CE などの規制遵守に向けて開発プロセスに検証と妥当性確認を組み込むこともできます。


クラウドでの医用画像アプリケーションの展開と共有

MATLAB と Simulink を使用すると、AWS®、Azure®、NVIDIA® GPU クラウドなどのパブリックプロバイダーを利用して、SaaS (software-as-a-service) やヘルスケア IoT 向けのクラウドベースの医用画像処理アプリケーションを作成できます。共同作業や外部検証のために、ブラウザーベースの Web アプリを作成して他のユーザーと共有することができます。また、クラウドを使用して、ディープラーニングやその他の計算量の多いタスクでの画像処理アプリケーションのパフォーマンスを加速させることもできます。


医用画像機器の設計

MATLAB と Simulink を活用することで、モデルリングやシミュレーションを通じて、医用画像機器の部品や制御システムを設計できます。MRI コイル、超音波トランスデューサ アレイ、RF 電力システムなどのマルチドメインのコンポーネントのほか、モーター、熱管理、X 線の加速電圧の制御システムを設計できます。また、高価なハードウェア プロトタイプを構築する前に、バーチャル環境でそれらのコンポーネントが正しく動作するかどうかをテストできます。

MATLAB による MRI 用バードケージコイルのグラフ。