Corindus平台使第一人体托管冠状动脉干预

挑战

开发一个传送平台,使医生能够远程执行PCI程序

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink模拟机器人和控制系统,实现实万博1manbetx时原型,并为生产系统生成代码

结果

  • 世界上第一个表演的秘书处PCI
  • 开发时间减半
  • 工程工作减少了80%

“基于模型的设计对于我们的创新能力至关重要,因为它让我们开发新功能并快速部署它们。我们可以迅速构建原型,表明它符合要求,然后在我们进入产品开发阶段时完善它。“

Corindus首席运营官Doug Teany

从介入驾驶舱驾驶Corpath Grx的医生。图像学分:Corindus


对于患有急性心脏病发作或中风的患者,迅速到达能够执行必要干预的医生至关重要。不幸的是,并非所有医院都有受过培训的医生,以进行经皮冠状动脉干预(PCI)或神经血管干预(NVI)程序。

Corindus已经开发并部署了一个机器人平台,使医生能够对位于数百到数千英里之外的患者进行PCI和可能的NVI程序。它最近用于执行第一个in-hean,telerobotic pci。该平台是公司的延伸®GRX系统是开发的,以减少医生辐射曝光,使医生能够从导管实验室的屏蔽工作站操作,同时为患者提供机器人精度。Corindus用Matlab使用了基于模型的设计®和模拟万博1manbetx®创建Corpath GRX并添加支持对视频和控制数据的实时传输。万博1manbetx

“Corpath平台使医生能够做出他们通常不能做的事情,这是在哥林多士研究和开发副总裁副总统的同时在两个地方。”“基于模型的设计使我们能够通过仿真验证平台设计,减少开发迭代,并迅速为世界上第一个Telerobotic PCI开发原则上的原则上。”

挑战

对于原始的Corpath GRX系统,Corindus团队希望通过仿真在致力于硬件之前通过仿真验证其机器人控制设计来加速开发。他们还希望通过实时仿真和测试验证设计并在嵌入的微控制器上实现它。

要将远程功能添加到Corpath GRX,所需的团队需要实时将患者位置从患者位置发送到医生,并送回其他控制数据。为确保患者安全,数据必须以高可靠性和低延迟传输。

解决方案

Corindus使用基于模型的设计与MATLAB和SIMULINK开发了CORPATP GRX平台万博1manbetx控制软件和针对托管干预的实时通信能力。

Corindus工程师在Simulink中建模了第一代Corpath 200系统。万博1manbetx对于第二代Corpath GRX,该工程师建模和模拟了设计的新元件,包括导管子系统和相应控制器的无刷电机,旋转和棱柱接头。

通过闭环模拟验证控制器设计后,该团队创建了一种原型体内使用Simulink Coder™和Simulink Real-Time™测试和快速控制原万博1manbetx型设计从模型生成实时应用程序,并在与实际机器人设备接口的速度实时PC上运行它。

对于Corpath GRX的生产版本,它们使用嵌入式编码器为TI的Piccolo™微控制器生成C代码®。除了通过在目标上测试验证此代码外,该团队还使用PolySpace Bug Finder™进行了Simulink Covericage™和静态代码分析的代码覆盖率分析。万博1manbetx它们包括在其提交FDA清除的情况下分析的结果。

要将Telerobotic功能纳入Corpath平台,它们构建了一种通信链接,通过运行Simulink实时运行Simulink的两个SpeedGoat目标计算机在远程和本地站点之间发送视频数据和控制命令。万博1manbetx

在本地(患者侧)SpeedGoat系统上,它们通过USB接口捕获了HD血流动力学和荧光透视视频数据,具有图像采集工具箱™,并使用了CAN界面来向GRX机器人发送命令。

遥控器(医师侧)Speedgoat系统接收视频数据并向医生提供。该团队使用计算机Vision Toolbox™在显示屏中缩放图像,并插入指示当前网络延迟和显示屏的每秒帧的文本。对于远程方面,它们还开发了一种触摸屏控制应用程序,并使用Matlab Compiler™部署其作为独立应用程序。

该团队实现了使用IEEE的Speedgoat目标计算机之间的时钟同步®1588™精密时间协议(PTP)从Simulink实时块。万博1manbetx

为了测试Telerobotic能力,介入心脏病专家Ryan Madder博士在距离酒店距离酒店有10英里之外的血管训练模拟器上进行了课程。在这些测试期间,该团队通过将网络延迟从毫秒为整数到系统中的网络延迟来评估网络延迟对可用性的影响。基于模拟器的测试之后体内动物测试。

第一个人的长途远程遥控器辅助PCIS由Tejas Patel博士进行,他在印度艾哈迈达巴德的Apex心脏研究所距离酒店距离酒店有五个成功的程序。

Corindus工程师现在正在追求FDA清关,以便使用心血管程序的冠状路径。它们还采用基于模型的设计来过渡,在前五个程序上过渡到生产系统的前五个程序用于广泛的临床用途。

结果

  • 世界上第一个in-lib,telerobotic pci表演。“基于模型的设计使我们能够确保使用Corpath平台远程执行的第一个PCIS既安全又成功,”Corindus的尼古拉斯Kottenstette,R&D系列说。“我们能够模拟整个系统,并验证我们的算法是否会在部署到我们的实时目标之前满足要求。当我们的系统在模拟中工作时,我们有信心它将在部署中工作。“
  • 开发时间减半。“Bergman说,基于模型的设计使我们的小产品开发团队能够在短短四个月内开发和展示托管能力,降低成本和开发时间,“B​​ergman说。“它将带来至少两倍,只有传统的手动编码方法。”
  • 工程工作减少了80%。“通过Sim万博1manbetxulink,Simulink实时和Speedgoat硬件,我们在几周内开发和部署了实时控制算法,只有三个全日制工程师,”Kottenstette说。“我们需要五次资源来实现相同的结果,没有基于模型的设计。”