医療用機器

医療用機器のソフトウェア開発には、いくつかの特有の難しさがあります。機器が病院で使用されるものか、一般家庭用として市販されるものかにかかわらず、人の健康に関わる製品でシステム故障は許されません。ソフトウェア開発プラットフォームの選択次第で、設計上の問題回避につながるだけでなく、予算内にスケジュール通りにデバイスを市場に投入できるかどうかも左右されます。

Nucleusリアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)

Nucleus RTOSは、ソースコード形式で提供される組込みRTOSです。耐用期間を通して高い信頼性を確保できる医療用機器を柔軟に開発できます。各種のMCUデバイスとMPUデバイスに対応しており、最新UIの構築に必要とされるIPv4 / IPv6、Wi-Fi、USB 2.0/3.0などの幅広いサービス、セキュリティプロトコル、グラフィックソリューションを提供します。オプションでGPUデバイスもサポートします。

メンター・グラフィックスの組込みソフトウェアを実装している医療用アプリケーションの例

  • 血液ガス測定装置
  • カーディオマシン
  • 除細動器
  • 透析装置
  • デジタル体温計
  • 心電図装置
  • 点滴/インスリン投与用ポンプ
  • グルコース測定器、ポータルブル測定器、酸素濃度計
 
 

Nucleusのメリット

 

FDA分類クラスII/クラスIIIの医療用機器におけるRTOSの実績

Nucleus RTOSはこれまで、FDAクラスII/クラスIIIにあたる数百もの医療用機器に搭載されてきました。医療用分野の長年の実績に支えられたNucleus RTOSは、医療用機器Tier 1/Tier 2サプライヤの多くに選ばれ続けています。

 

統合UI開発環境

Nucleus RTOSにはドラッグ&ドロップ方式でグラフィックユーザインタフェース(GUI)を開発できる先進ソリューションが統合されており、今日の医療用機器に求められるUI設計に活用できます。また、UIの最適化とシステム信頼性向上に役立つSourcery Analyzerも付属しており、開発者自身がUIとシステムとの相互作用を理解できます。

 

コードのカスタマイズで認証コストを削減 

コードのカスタマイズで認証コストを削減

Nucleus RTOSベースのアプリケーションを構築するときにも、システムで必要とされるNucleusコンポーネントのみを最終イメージにコンパイルします。認証作業は検証対象のコード行数に比例するので、コードサイズの最小化は認証コストの節約につながります。基盤プラットフォームをNucleusにすることで、公的機関の認証を得られ、安全要件を満たしたデバイスとしての確証を得られます。また、提供されるソースコードは認証機関に提出可能です。

 
Wi-Fi

Wi-Fi Alliance準拠のスタック

病院や医療機関のワイヤレス環境は信号強度もメーカーも異なる複数のAP、広範な認証、暗号化手法をサポートしなければなりません。Nucleus RTOS Wi-Fiソリューションには、信頼性と堅牢性の要件の厳しい環境にも対応できる実績のあるWi-Fiスタックが付属しています。Wi-Fi Allianceの認定を受けたNucleusは、業界トップのチップセットメーカーがサポートする802.11a/b/g/nとBluetooth 802.15.1の包括的なソリューションを提供します。セキュリティ保護されていないネットワーク上で送信される機微情報を保護するため、Nucleusには対称アルゴリズムであるAES、DES、3DES、RC4、Blowfish、非対称アルゴリズムであるRSA、Secure Hash SHAなどHIPPA準拠の暗号化処理を可能にするための暗号化サービス(SSL、TLS 1.2、CyaSSL、WEP、WPAなど)を提供しています。

 
包括的なUSB

包括的なUSB

Nucleus RTOSを使用して、USBホスト、デバイス、On-the-Go(OTG)接続をシステムに組み込んだ医療用機器を設計できます。業界で最も包括的なUSBソリューションを提供するNucleusは、ホストノードとデバイスノードの両方でSuperSpeed対応の組込みUSBスタックを備えた、初のリアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)です。Nucleus RTOSでサポートするUSB2.0.とUSB3.0の一覧はこちらをクリックしてください。

 

携帯型医療用機器の低消費電力化

携帯型機器のバッテリ寿命を延ばし、熱効率とエネルギー効率の優れた組込みデバイスを設計するためには、ソフトウェアによるパワーマネジメントが欠かせません。一方で、エネルギー効率に優れた組込みデバイスには熱の管理が重要です。Nucleus RTOSに付属の電力管理フレームワーク(Power Management Framework)によって、今日のプロセッサに最新の省電力機能のメリットを取り込むことができます。ソフトウェア開発者が、ハイレベルのAPIでシステム全体の省電力を制御すると同時に、Nucleusでシステム内のデバイスごとにパワーモードを切り替えます。医療用機器の低消費電力の方法については、Nucleus Power Managementのページをご参照ください。

 

Storage Support 

ストレージサポート

SAFEファイルシステムに基づいた耐障害性ストレージであるFATファイルシステムとISO 9660のどちらのフォーマットでも使用できます。NucleusはUSB、IDE、SD、PCMCIA、SATA、CompactFlash、はんだ付けしたFlash、オンチップFlashなど各種デバイスをサポートしています。ファイルシステムにはスレッドセーフ方式でアクセスし、複数の物理メディア上の複数のファイルに複数のタスクが同時にアクセスできます。

 

ストレージサポート 

開発環境、デバッグ、トレース

Nucleus RTOSの開発/デバッグ環境は、Sourcery CodebenchのIDEGCC/GCC+ツール、先進的なトレースツールであるSourcery Analyzerで構成されています。Sourcery Codebenchには、統合型のビルド/デバッグ、タスクアウェア、Nucleusデバッグエージェント、トレースなどに対応し、最適な開発環境でNucleus RTOSコードを設計できるようになりました。Sourcery Analyzerが提供する強力な可視化/データ処理機能を使用すると、共通の時間軸でシステムのイベントを相関させることができるので、システムの本質的な問題を特定してシステム性能を最適化するのに役立ちます。Nucleusのアプリケーションとカーネルレベルトーレスの詳細についてはこちらをご覧ください。

業界エキスパートが語る医療機器認証の動向

医療機器ソフトウェアの安全規格であるIEC 62304で要求される各レベルについて、VerocelのPresidentであるGeorge Romanski氏が解説します。 視聴[英語]

RTOSを使った医療用機器開発のメリットをVerocelのPresidentであるGeorge Romanski氏が解説します。視聴[英語]

 
 
 

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