用户故事

Medviso获得FDA 510(k)批准和心血管分析软件CE认证

挑战

开发心脏磁共振成像的图像分析软件,并获得监管部门批准用于临床

解决方案

使用MATLAB开发、测试、文档、打包和部署分割和定量分析算法

结果

  • 发展速度的三倍
  • FDA提交工作减半
  • 作为生产软件交付的算法

“我们社区的许多学生和研究人员使用MATLAB,我们已经向他们发布了我们的源代码,以便他们可以添加到它。使用MATLAB可以很容易地调试算法,并快速创建接口,这使得从一个想法迅速转变为可以在诊所演示和使用的工作软件成为可能。”

主管海伦Fransson Medviso

基于MR图像的人左心室三维几何重建。绿色表面是心室的外部(心外膜)表面,红色表面是心室的内部(心内膜)表面。


在治疗心脏肿大、先天性心脏病或其他心脏病患者之前,医生必须了解患者的心脏工作情况。心脏磁共振(CMR)和计算机断层扫描(CT)系统提供心脏结构的横截面图像,但这些静态图像的诊断价值有限。为了充分了解心脏的表现,医生需要量化几个关键指标,包括心脏每次收缩时泵出多少血,左心室舒张和收缩容积,心肌质量,射血分数,或每次收缩时泵出的血的百分比。

Medviso的研究人员开发了图像分析软件,可以自动量化这些心脏评估措施。在MATLAB开发的®在美国,该公司的软件已经获得了FDA 510(k)认证,并在欧洲获得了CE认证,通过了ISO 13485标准认证。

“MATLAB使我们的创始人能够开发核心图像分析算法,”Medviso首席执行官海伦·弗朗森(Helen Fransson)说。“最近,MATLAB使Medviso能够将这些算法整合到我们授权给临床医生的独立生产软件中。通过自动生成文档,我们通过MATLAB简化了监管审批程序,并确保按照FDA 510(k)批准的要求,对每个放行都进行了测试。”

挑战

Medviso创始人埃纳·海伯格(Einar Heiberg)在瑞典隆德大学(Lund University)当研究员时开始开发图像分析算法。Medviso的成立是为了满足临床医生对打包版算法日益增长的需求。为了交付临床应用的生产软件,Medviso需要扩展和完善算法,创建用户界面,并将算法作为一个独立的应用部署。

为了确保该软件获得FDA的510(k)许可,工程师需要对每个版本执行彻底的回归测试,并生成大量的文档。

解决方案

Medviso使用MATLAB来开发、测试、编写文档和部署其软件。

Medviso的工程师用自定义算法增强了海伯格的原始代码,优化了识别心室壁梗死、流量测量和图像中的其他心脏特征。图像从医学数字成像和通信(DICOM)格式的文件中读取。

接下来,工程师使用image Processing Toolbox™对执行图像分析过程中其余步骤的算法进行了微调。这些算法首先将一系列分割后的图像集合起来,每一组图像代表心脏的5-8毫米切片,形成心脏的3D图像。他们测量了整个心动周期的3D表现的变化,使用结果来计算最大和最小心室容积、射血分数和其他诊断指标。

该团队为图像分析算法创建了一个界面,使研究人员和临床医生能够查看图像,验证或调整自动分割,阅读计算出的诊断措施,并生成临床报告。

为了创建一个临床医生无需安装MATLAB即可使用的独立版本的软件,该团队使用MATLAB Compiler™将算法和接口打包为一个应用程序。

为了准备将软件提交给FDA批准,Medviso的工程师在MATLAB中编写了自动回归测试脚本,以验证软件的每个需求。他们还编写了MATLAB脚本,基于代码中的注释生成文档。

在获得FDA 510(k)批准和CE认证后,Segment CMR软件现在被欧洲和美国的临床医生以及全球300多个研究小组使用。

Medviso最近发布了用于心脏计算机断层扫描图像分析的Segment CT。该应用程序在MATLAB中开发,可重用Segment CMR中75%的代码。

结果

  • 发展速度的三倍。“Heiberg博士估计用MATLAB开发和评估量化算法比用C/ c++快三到四倍,”Fransson说。“这种语言对矩阵的数组操作使得处理成堆的图像变得很容易,而MATLAB更容易调试,因为我们可以一步一步地检查过程来解决问题。”
  • FDA提交工作减半。Fransson说:“我们每两周发布一次新软件,在提交给FDA之前,我们需要对每个版本进行测试和记录。”“有了MATLAB,我们通过自动化这一过程将工作减少了一半。在20分钟内,我们就把所有文件和编译好的版本上传到我们的网站上。”
  • 作为生产软件交付的算法。“我们用MATLAB为我们的软件创建了整个用户界面,”Fransson说。“MATLAB使我们能够非常迅速地创建一个初始版本,我们向与我们一起工作的研究人员展示了这个版本。我们整合了他们的反馈,并在使用MATLAB编译器创建独立版本之前改进了设计。”

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