用户故事

Preceyes加速发展,世界上第一个眼科手术机器人使用基于模型的设计

挑战

开发一个实时控制系统对符合手术过程中执行人类的眼睛

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink模型和模拟控制系统,并使用仿金宝app真软件编码器和仿真软件实时将其部署到一个实时的目标

结果

  • 核心控制器由一个工程师
  • 患者安全保证
  • 工业化路线图

“MATLAB和Simu金宝applink提供的一个平台,支持我们的完整的工作流程和所需的所有组件和协议我金宝app们我们的机器人系统。,使我们能够快速开发一个安全、实时的设备,准备临床研究。”

Maarten Beelen, Preceyes
PRECEYES手术系统

PRECEYES手术系统。系统操作仪器进入眼睛和使用左边的运动控制器控制;外科医生手工操作用另一只手。版权和礼貌Preceyes形象。


眼内手术适应症,执行,需要一定程度的精度和稳定性,是极其困难的人手来维持。大幅增加疾病适应症,老龄化强烈相关,要求新疗法的发展需要更高的精度水平。潜在的新治疗视网膜静脉遮挡,例如,需要将一根针插入静脉一样薄的头发和它仍然大约10分钟的任务将是几乎不可能即使最熟练的外科医生。

英国牛津约翰拉德克利夫医院的外科医生,手术适应症在2016年世界上第一个机器人协助执行。他们用PRECEYES手术系统,机器人助理尺度外科医生的动作和过滤器的手颤抖使前所未有的稳定性和精度。

最近,Preceyes开始在鹿特丹眼科医院的临床试验。他们成功地集成新开发的距离传感器在机器人和机器人传感器组合进行验证。传感器测量的距离从眼睛里的视网膜乐器。提供传感器安全指导,这种方法承诺提供重要的安全及性能优势在要求视网膜手术。此外,这将是一个宝贵的培训和评估的数据来源。工程师Preceyes设计和实现机器人的控制系统与MATLAB使用基于模型的设计®,仿金宝app真软件®和仿真软件实金宝app时™。

“作为一个精益创业,这对我们来说是非常重要的快速实现第一个版本不危及安全,为了获得临床反馈和构建证据,设计最终产品之前,“Maarten Beelen说创始人和集成Preceyes经理。“金宝app仿真软件和实时仿真软件使我们快速设计控制器,验证它,实现它在实时系统中,与用户和测试它。传统的软件开发工作流可能会延长我们的时间表。”

挑战

Preceyes为其手术系统设定了雄心勃勃的目标。不仅会提高精度使新的程序成为可能,这也将提高现有程序,如剥膜从眼睛的视网膜和替代的液体。朝着这些目标,Preceyes团队有两个重点:确保病人安全,产生一个临床研究设备尽可能高效地工作。

实现其设计目标在开发进度和安全约束,Preceyes工程师需要利用建模与仿真技术已经被用于其他对安全性要求苛刻的应用程序跨多个行业。具体来说,他们需要模型复杂的控制逻辑,然后执行功能验证的设计,首先通过仿真,然后通过实时测试实际的机器人。除了实时控制软件,开发非实时应用程序所需的团队与个人电脑上运行的一个接口,医生可以用外科手术之前和期间配置设置。

解决方案

Preceyes使用基于模型的设计与MATLAB仿真软件,仿真软件实时加速发展的一个实时控制金宝app系统因其Preceyes手术系统。

而构建机器人的运动学和动力学的基本模型,Preceyes工程师进行系统识别测试中他们用仿真软件实时生产机器人的11个电机励磁信号,然后测量的反应在每个11自由度。金宝app

在MATLAB分析和拟合测量数据后,他们用结果来开发一个仿真软件工厂模式,描述了机器人移动响应应用力。金宝app

团队开发了一个控制器模型,流程的输入系统的操纵杆,大约60传感器等光学和磁性编码器和生成必要的运动信号移动工具提示的外科医生的动作。在这个模型中,他们把EtherCAT块从仿真软件实时接口与机器人的EtherCAT网络上节点。金宝app

使用Stateflow®,团队建模顺序逻辑系统的各种操作模式,包括校准、初始化和自我验证。

后验证控制器的基本操作和控制逻辑通过仿真,工程师们从他们的模型生成的代码使用仿真软件编码器™和部署实时目标计算机的编译后的代码运行实时仿真软件。金宝app这台计算机是连接到机器人的传感器和电机通过EtherCAT网络。

完善和提高控制器,团队的改进模型,通过模拟检查他们,然后测试他们实际的机器人使用仿真软件实时设置。金宝app

工程师使用指南,MATLAB UI开发工具,开发外科医生使用的触摸屏应用软件改变手术设置和接收视觉和听觉反馈在手术过程中。

PRECEYES手术系统的安全性和有效性已经在14手术。额外的示威活动计划在顶级外科网站,包括两年与鹿特丹眼科医院合作。该公司还致力于CE注册和批量生产的新一代。

PRECEYES手术系统,在手术之前,在鹿特丹眼科医院。

PRECEYES手术系统,在手术之前,在鹿特丹眼科医院。版权和礼貌Preceyes形象。

结果

  • 核心控制器由一个工程师。“与MATLAB仿真软件,我不必自金宝app己程序控制器的底层架构。作为唯一的软件工程师发展中第一个版本,这是一个巨大的优势,我怀疑一个工程师可以做的工作,否则,“Beelen说。“软件是广泛的审查,顾问,这很容易因为可读性,需求可追溯性,在仿真软件产品和报告生成功能。”下载188bet金宝搏金宝app
  • 患者安全保证。“我总是说我不会给市场带来设备,除非我完全有信心用自己或所爱的人,“Beelen指出。“安全机制在仿真软件中实现,我是100%的舒适,不会有问题的软件。”金宝app
  • 工业化路线图。“工业化发展的释放我们的系统,我们将节省时间从我们现有的控制器模型,通过生成代码使用嵌入式程序员针对嵌入式处理器、“Beelen说。“我们将遵循一个更正式的开发和测试工作流程,改进的版本控制和更大的开发团队,使用基于模型的测试,验证,在仿真软件和验证能力。”金宝app

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