Software­entwicklung/​System­integration

Die Arbeitsgruppe Softwareentwicklung/Systemintegration entwickelt einerseits komplexe Softwaresysteme für die Ultraschallforschung intern und extern, bildet aber auch andererseits die Brücke zum Kunden und Anwender durch die anwendungsspezifische Systemerstellung. Im Bereich der Softwareentwicklung werden gemeinsame Softwarekonzepte und Bibliotheken für alle Frequenzbereiche von niederfrequentem Sonar über klassische medizinische Bildgebung bis hin zur hochfrequenten Ultraschallmikroskopie erstellt und bestmöglich zusammengefasst. So können wir auf für vielfältige Anwendungen nutzbare, gemeinsame Ressourcen für die Steuerung von Ultraschall-Hardware, Signalverarbeitung mitsamt Parameterextraktion, als auch Visualisierungstechniken für 2D- und 3D-Bildgebung und -verarbeitung zurückgreifen.

Unsere Softwarekomponenten kommen hierbei sowohl in Firmware und embedded-Software in Messsystemen, als auch in klassischen Desktop-Anwendungen, eigenständig oder vernetzt, bis hin zu mobilen Apps auf Smartphones und Tablets zum Einsatz. Oft teilen alle diese Systeme die heutzutage zahlreich gestellten Forderungen nach Qualität und Zuverlässigkeit. Diese erreichen wir durch Prüfung unserer Kerntechnologien aber auch von individuellen Softwaresystemen, die wir in klassischen oder agilen Entwicklungsprozessen entwickeln, sowohl als Medizinprodukte oder entsprechend industriellen Anforderungen.

Im Bereich der Systemintegration führen wir die Anwendungsintegration aller Einzelkomponenten zu Gesamtsystemen durch. Hierbei wird die Kompatibilität und Interaktion von unterschiedlichsten Softwarekomponenten meist im Zusammenspiel mit Messtechnik und Mechanik (Aufbau mit zusätzlicher Aktorik und Sensorik) sichergestellt und zur Produktreife optimiert. Für diese Systeme werden kundenspezifische Softwarelösungen erstellt und auch die Komplettsysteme entweder als Medizinprodukt oder entsprechend industrieller Anforderungen geprüft. Neben klassischen medizinischen Bildgebungskomplettsystemen konnten wir diese Integration auch in zahlreichen Spezialanwendungen, wie beispielsweise multimodaler und hybrider Bildgebung (parallele MR+US, US+Optik wie Optoakustik,...), und funktioneller Bildgebung erfolgreich durchführen.

 

Biomedizinischer Ultraschall

Ultraschnelle Ultraschallbildgebung

Ultraschnelle Ultraschallbildgebung bietet neue Möglichkeiten in der Erfassung und Verarbeitung dynamischer Prozesse.

Die massiv parallele Verarbeitung mittels PC-basierter Architektur in Echtzeit ist für die Ultraschall-Forschung im Bereich neuartiger Beamformingverfahren essentiell.

Biomedizinischer Ultraschall

3D/4D Ultraschall- Bildgebung

Volumetrischer Ultraschall ermöglicht nicht nur in der Kardiologie komplexe Visualisierungen und diagnostische Analysen. Von klassischen 3D-Ansätzen durch Rekonstruktion von positionserfassten 2D-Schnittbildern zu einem Volumen über im Wandlergehäuse mechanisch bewegte Arraysonden bis hin zur Nutzung von Matrixschallköpfen für eine 3D-Bildgebung in Echtzeit (4D).

Biomedizinischer Ultraschall

Entwicklung von Medizinprodukten

Die Entwicklung von Medizinprodukten auf Basis unserer Kerntechnologien erfolgt in einem Prozess der Dokumentation und Prüfung aller Teilkomponenten und des Gesamtsystems entsprechend dem Medizinproduktegesetz.

Es kann der gesamte Entwicklungsprozess eines Produktes als auch Prüfungen einzelner Aspekte durchgeführt werden.

Biomedizinischer Ultraschall

Kundenspezifische Integration

Ultraschallmesstechnik wird in der Regel mit zusätzlichen aktiven als auch passiven Komponenten in Gesamtsysteme entsprechend Kundenanforderungen integriert. Wir bieten die Ableitung technischer Details aus Ihren Anforderungen, deren Umsetzung in der Entwicklung und Integration, als auch der finalen Prüfung der Funktionalität und Konformität dieser Komponenten und des Gesamtsystems.

Biomedizinischer Ultraschall

Mobile Ultraschalltechnologie

Die Kopplung mobiler Ultraschallsysteme mit aktuellen Generationen von Smartphones und Tablets ermöglichen einerseits durch Verlagerung von Ressourcen aus der US-Hardware in das Mobilgerät kostengünstige Gesamtsysteme. Darüber hinaus profitieren sie hierbei von der stetig wachsenden Leistungsfähigkeit neuer Generationen von mobilen Endgeräten.

Biomedizinischer Ultraschall

Offene Schnittstellen

Ein Zugriff auf offene Schnittstellen stellt eine Grundvoraussetzung an ein Ultraschallsystem für die Forschung und Entwicklung dar. Nur durch eine freie Programmierung der Signalerzeugung als auch durch den Zugriff auf alle Daten der Signalverarbeitungskette ist die spezifische Integration und Entwicklung neuer Verfahren möglich.

Biomedizinischer Ultraschall

Parameterextraktion zur Filterung und Analyse

Die Analyse von Ultraschallmessdaten ist grundlegend für eine erweiterte Auswertung und Darstellung von gewebespezifischen Eigenschaften. Auf Basis von Ultraschallhochfrequenzdaten können intensivere Auswertungen algorithmisch angewandt werden, als es noch in den in Datenmengen stark reduzierten Bilddaten möglich wäre.

Biomedizinischer Ultraschall

Maschinelles Lernen

Die Anwendung maschinellen Lernens als Teildisziplin künstlicher Intelligenz ermöglicht heute bereits die Analyse und Auswertung von Daten, die mittels klassischer Algorithmik kaum möglich wäre. Neuronale Netze haben bereits heute in zahlreichen Anwendungen bewiesen, dass sie den Anwender in Diagnose und Annotation mit hoher Genauigkeit enorm unterstützen können.

Technischer Ultraschall

Bildgebung für die Materialprüfung

Die Bildgebung in zerstörungsfreier Materialprüfung basiert auf zahlreichen Verfahren des Sende- und Empfangs-Beamformings kombiniert mit umfangreichen Analyse- und Auswertealgorithmen. Die unterschiedlichen Messarten umfassen Puls-Echo-Betrieb, synthetic aperture Bildgebung, 2D Tomografie in Transmission oder 3D Bildgebung mit Matrix-Array-Schallköpfen.

Technischer Ultraschall

Normenkonforme Messtechnik

Der Einsatz von Ultraschallsystemen im industriellen Umfeld stellt klare Anforderungen an dessen Eigenschaften und Fähigkeiten. Konformität gegenüber Anforderungen sowohl regulatorischem Ursprungs als auch individueller Kundenspezifikationen müssen sowohl in der Entwicklung von Software als auch der Gesamtgeräteintegration berücksichtigt und geprüft werden.

Technischer Ultraschall

Kundenspezifische Integration

Das aus den Kundenanforderungen abgeleitete Konzept eines Messsystems wird in einer sehr spezifischen Integration von Hardware als auch Software umgesetzt. Unsere Stärke liegt in der Modularität aller Komponenten und der Fähigkeit jegliche Details anpassen zu können, um so das optimale Ergebnis in der Integration Ihres Wunschsystems zu erzielen.

Technischer Ultraschall

Parameterextraktion zur Filterung und Analyse

Die Analyse von Ultraschallmessdaten ist grundlegend für eine erweiterte Auswertung und Darstellung von materialspezifischen Eigenschaften. Auf Basis von Ultraschallhochfrequenzdaten können intensivere Auswertungen algorithmisch angewandt werden, als es noch in den in Datenmengen stark reduzierten Bilddaten möglich wäre.

Technischer Ultraschall

Offene Schnittstellen

Ein Zugriff auf offene Schnittstellen stellt eine Grundvoraussetzung an ein Ultraschallsystem für die Forschung als auch Produktentwicklung dar. Nur durch eine freie Programmierung der Signalerzeugung als auch durch den Zugriff auf alle Daten der Signalverarbeitungskette ist die spezifische Integration und Entwicklung neuer Verfahren möglich.

Technischer Ultraschall

Maschinelles Lernen

Die Anwendung maschinellen Lernens als Teildisziplin künstlicher Intelligenz ermöglicht heute bereits die Analyse und Auswertung von Daten, die mittels klassischer Algorithmik kaum möglich wäre. Neuronale Netze haben bereits heute in zahlreichen Anwendungen bewiesen, dass sie den Anwender in Prüfung und Annotation mit hoher Genauigkeit enorm unterstützen können.

Sonar

Sonar-Bildgebung

Die Bildgebung von Sonarmessdaten ist oft geprägt von Artefakten, die durch Nutzung von vergleichbar kleinen Ultraschallwandlern für die Bildgebung großer Bereiche genutzt werden.

Unser Transfer moderner Beamformingansätze aus der Medizin und industrieller Anwendung ergänzt unsere etablierten Verfahren mit innovativen Ansätzen zu Verbesserung der Abbildungsqualität.

Sonar

Auswertung und Visualisierung

Die Fusion hochaufgelöster Sonarmessdaten mit weiteren Daten unterschiedlicher Herkunft wie beispielsweise GPS-Positionsdaten oder Bilddaten von Kamerasystemen ermöglicht eine Kartografie der Sensordaten mit Schnittstellen zu weiteren Softwaresystemen, Diensten und Visualisierungen zur verbesserten Integration in größere Gesamtsysteme.

Sonar

Kundenspezifische Integration

Das aus den Kundenanforderungen abgeleitete Konzept eines Sonarsystems wird in einer sehr spezifischen Integration von Hardware als auch Software umgesetzt. Unsere Stärke liegt in der Modularität aller Komponenten und der Fähigkeit jegliche Details anpassen zu können, um so das optimale Ergebnis in der Integration Ihres Wunschsystems zu erzielen.

Sonar

Parameterextraktion zur Filterung und Analyse

Die Analyse und Verarbeitung von Sonarmessdaten ist grundlegend für eine erweiterte Auswertung und großflächige Darstellung von Kartografie und erkannten Objekten / Strukturen. Auf Basis von Ultraschallhochfrequenzdaten können intensivere Auswertungen algorithmisch angewandt werden, als es noch in den in Datenmengen stark reduzierten Bilddaten möglich wäre.

Allgemeine Informationen

Technische Ausstattung der Hauptabteilung Ultraschall

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