AdaCore’s QGen geautomatiseerde codegenerator helpt bij het ontwikkelen van nieuwe kunstmatige longapparatuur om Covid-patiënten in slechts 6 maanden te behandelen

AdaCore, de toonaangevende leverancier van softwareontwikkelings- en verificatietools, heeft de krachten gebundeld met het Eldorado Institute in Brazilië en de fabrikant van medische hulpmiddelen Braile Biomédica om te helpen in de strijd tegen COVID-19.

AdaCore’s softwarepakket voor codegeneratie en modelverificatietool, QGen, speelde een integrale rol in de ontwikkeling van Braile Biomédica’s nieuwe extracorporale membraanoxygenatie (ECMO)-apparaat om COVID-19-patiënten te helpen die zuurstoftekorten in het bloed hebben. Dankzij de technische expertise en toewijding van alle drie de organisaties is wat een ontwikkelingsprogramma van twee jaar zou zijn geweest, in slechts zes maanden voltooid.

AdaCore’s QGen is een kwalificeerbare en afstembare codegenerator voor een veilige subset van Simulink®- en Stateflow®-modellen. Het Eldorado Institute had de softwaresuite al gebruikt in een pilotproject voor pacemakers. Nadat ze het proefproject hadden gebruikt om een ​​volwassen begrip op te bouwen over het gebruik van QGen bij het genereren en verifiëren van codes, begonnen ze QGen toe te passen op andere projecten, waaronder het versnelde ECMO-apparaat van Braile Biomédica.

Het Eldorado Institute (Eldorado) is een particuliere onderzoeks- en technologieorganisatie (RTO) gevestigd in Brazilië. Het werkt samen met technologiebedrijven in Brazilië en in andere landen om nieuwe producten te ontwikkelen. Braile Biomédica werkte aanvankelijk samen met Eldorado om apparatuur voor hyperthermische intraperitoneale chemotherapie (HIPEC) te ontwikkelen. Ook bekend als “hete chemotherapie”, wordt HIPEC uitgevoerd nadat tumoren of laesies uit de buikstreek zijn verwijderd.

Toen de COVID-19-pandemie in maart 2020 in Brazilië explodeerde, heeft Braile Biomédica deze technologie opnieuw ingezet in een ECMO-apparaat, ontworpen om patiënten te helpen bij het bestrijden van het virus. Het apparaat ondersteunt patiënten met ernstig longletsel en houdt de patiënt in leven totdat de long herstelt en de ziekte achteruitgaat. Het bestaat uit een machine en een set wegwerpapparaten, die samen zorgen voor de circulatie en oxygenatie van het bloed van de patiënt buiten zijn of haar lichaam. QGen is een integraal onderdeel van het proces en levert schone, leesbare code en zorgt voor nauwkeurige tests om een ​​hoog niveau van betrouwbaarheid en kwaliteitsprestaties te garanderen gedurende de hele tijd dat de ECMO in gebruik is.

Het ECMO-apparaat moest uiterst betrouwbaar zijn, ongeacht de krappe ontwikkelingstijd. Behandelingen kunnen wel veertig dagen duren, gedurende welke tijd de ECMO verantwoordelijk is voor het in leven houden van de patiënt. Hoge betrouwbaarheid in een dergelijk apparaat is van cruciaal belang voor de overleving van de patiënt. De gemakkelijkste manier om dat te verzekeren is door model-based systems engineering (MBSE) technieken te gebruiken om het systeem te ontwerpen en te testen, en vervolgens om de code voor de hardware van de doelcontroller rechtstreeks vanuit het model te genereren met behulp van een geautomatiseerde codegenerator, zoals geleverd door QGen .

AdaCore QGen-teamleider, JC Bernedo, zegt: “QGen is een vertrouwde codegenerator, wat betekent dat de broncode die het genereert gegarandeerd gelijkwaardig is aan de Simulink-simulatieomgeving en daarom direct bruikbaar is zonder verdere handmatige beoordeling. Hierdoor kunnen ontwikkelaars van kritieke systemen hun ontwikkelings-, test- en verificatieprocessen stroomlijnen en tegelijkertijd hun klanten extra veiligheidsgaranties bieden. We zijn er trots op Braile Biomédica en The Eldorado Institute te hebben geholpen de ontwikkeling van hun levensreddende ECMO-apparaat te versnellen.”

Guilherme Fonseca, Manager Onderzoek en Ontwikkeling bij The Eldorado Institute voegt toe: “Toen we op zoek waren naar een oplossing voor onze ontwerptests en vereisten voor het genereren van codes, ontdekten we dat QGen het beste aansloot bij wat we nodig hadden. Het bood ons de beste totale waarde, dankzij de gemakkelijk leesbare gegenereerde code en de garantie van gelijkwaardigheid van gedrag tussen de gegenereerde code en simulatie. AdaCore toonde ons uitstekende samenwerking en ondersteuning tijdens het ontwikkelingsproces. In de toekomst, wanneer we een kans hebben die de ontwikkeling van software met een hoog risico en een hoge betrouwbaarheid vereist, gaan we QGen gebruiken om ons model te verifiëren en zeer betrouwbare code te genereren.”

Volledige casestudy hier.