14/03/2012 - Billigere und energieeffiziente innovative medizinische Geräte

Menéame

Wissenschaftler, die mit europäischen Mitteln finanziert werden, produzieren immer wieder Innovationen, und der Gesundheitssektor ist einer der am meisten von seiner Arbeit profitierenden. Die Wissenschaftler des Projekts DESYRE (Fähigkeit von Systemen auf Nachfrage) entwickeln ein zuverlässiges System, das sich aber auf nicht zuverlässige Komponenten stützt. Desyre erhielt Mittel aus dem Thema Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) des Siebten Rahmenprogramms der EU (7RP) in Höhe von 2,8 Mio. EUR.

Ioannis Sourdis Er erklärte den Teilnehmern des kürzlich in Dresden abgehaltenen DATE 2012-Kongresses der Abteilung Informatiktechnik der Chalmers Technology University (Schweden), dass zahlreiche Geräte, die derzeit im medizinischen Bereich eingesetzt werden, wie Herzschrittmacher oder andere implantierbare Geräte, auf drei wesentlichen Komponenten beruhen: Zuverlässigkeit, geringe Größe und Langlebigkeit. Hier kommt das DESYRE-Konsortium ins Spiel.

Experten schätzen, dass die Ausfallraten für solche Geräte parallel zum technischen Fortschritt steigen werden. Das Desyre-Team entwickelt neue Konstruktionstechniken für zukünftige Chip-Systeme, um die Zuverlässigkeit zu verbessern, aber auch den Energieverbrauch und die mit der Fehlertoleranz verbundenen Leistungsüberschreitungen zu reduzieren.

Wir sind auf die Konstruktion von hochzuverlässigen Chip-Systemen spezialisiert, die viel weniger Energie verbrauchen als andere hochzuverlässigen System-Designs, erklärte Professor Sourdis. ● Mit dieser Methode können hochzuverlästige Geräte mit kleinen Batterien und einer unbrauchbaren Langlebigkeit entwickelt werden. Es eignet sich ideal für Anwendungen, bei denen die Sicherheit kritisch ist, z. B. medizinische Geräte wie Herzschrittmacher oder tiefe Hirnstimulation, die der Behandlung der Parkinson-Krankheit gewidmet sind.

Die meisten Studien über zuverlässige Systeme befassen sich oft mit fehlersicheren Mechanismen, die eine Reihe von Redundanzmethoden anwenden. In diesem Fall gelten die wesentlichen Teilsysteme als Fehlertest. Zur Bewertung der Fehler der Teilsysteme wird mehr Energie verwendet und damit die Leistung der Chips reduziert. Auf diese Weise wird Zeit und Energie verschwendet.

Die Partner des Projekts DESYRE haben das System in zwei verschiedene Sektoren in einen Chip unterteilt. Der erste hat eine sehr hohe Ausfallfestigkeit, der zweite enthält Komponenten, die anfällig für Prozessfehler sind. Die Forscher behaupteten, die Kerne des zweiten Sektors seien austauschbar, und die Aufgabe eines dieser Bereiche könne auf einen der anderen übertragen werden, falls ein Funktionsfehler festgestellt würde. Der fehlerfreie Teil überwacht die Funktion des Teils, der durch die Ausführung von supportiven Integritätsprüfungen in den Prozesskernen zu Fehlern neigen kann, und ist auch dafür verantwortlich sicherzustellen, dass jeder Kernel seine zugewiesene Unterfunktion ohne Fehler verarbeitet.

Das ist wahrscheinlich unser Vorschlag, sagte Gerard Rauwerda, Technologiemanager bei Recore Systems B.V. (Niederlande), einem der Industriepartner von DESYRE. Das Erstaunlichste an der Methode des DESYRE ist, dass das System seine Aufgabe auch dann zuverlässig erfüllt, wenn ein oder mehrere Kerne fehlen und damit die Lebensdauer des Chips erhöht wird.

Nach Angaben des Teams wird dieses innovative und fehlertolerante Gerät Energieeinsparungen von mindestens 10 bis 20 Prozent ermöglichen und Leistungshemmnisse verringern.

Auch diejenigen, die ein implantierbares medizinisches Gerät benötigen, werden von diesem Paradigma profitieren, da es die Lebensdauer der Batterie verlängert und ihren Ersatz verzögert, ohne dass die Zuverlässigkeit gefährdet wird.

Am DESYRE-Konsortium sind Experten aus Griechenland, Italien, den Niederlanden, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich beteiligt.

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Weitere Informationen sind abrufbar unter:

· DEYRE:     http://www.desyre.eu/

· Die IKT-Forschung im RP7:    http://cordis.europa.eu/fp7/ict/

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