Medtronic entwickelt FDA-zertifiziertes medizinisches Gerät mit Touchscreen und mehrsprachiger Unterstützung
Die Herausforderung
Ärzte und Kliniker müssen viele unterschiedliche Geräte einsetzen, um ihre Patienten zu behandeln. Sie haben weder die Zeit noch die Lust, sich auf einzelne Geräte zu spezialisieren. Das Ziel der Medizingerätehersteller ist es daher, immer intuitivere Schnittstellen zu schaffen, die es Ärzten ermöglichen, mehr Eingriffe schneller und sicherer durchzuführen.
Als Medtronic begann, die Benutzeroberfläche des HF-Generators, der in den Produkten Cardioblate® 68000 und Prostiva® verwendet wird, neu zu gestalten, stand die Benutzerfreundlichkeit an erster Stelle. Obwohl der Generator in ganz anderen medizinischen Bereichen eingesetzt werden könnte (eine Arztpraxis für das Prostiva® oder ein Operationssaal für das Cardioblate®), würde eine verbesserte Benutzeroberfläche dazu beitragen, den Fokus auf den Patienten und nicht auf die Ausrüstung zu richten. Ein sekundäres Ziel von Medtronic bei der Überarbeitung der Benutzeroberfläche war es, ein angenehmes Erlebnis zu schaffen, das Ärzte dazu ermutigt, diese einfach zu bedienende Spitzentechnologie mit Medtronic in Verbindung zu bringen.
Da die bewährten Steuerungsalgorithmen bereits vorhanden waren, konnten sich die Ingenieure auf das Design der neuen Benutzeroberfläche (einschließlich Mehrsprachenunterstützung), die Integration der neuen Benutzeroberfläche in die aktuelle Softwareschicht und die Auswahl eines geeigneten Touchscreens konzentrieren. Während des gesamten Entwicklungsprozesses wollte das Team stets flexibel bleiben und auf neue Ideen und alternative Designs reagieren. Sie wollten, dass die Human Factors-Gruppe und die Produktforschung in der Lage sind, den Rahmen für das Erscheinungsbild der Benutzeroberfläche bereitzustellen.
Das Fehlen der rudimentären Spezifikationen für eine Schnittstelle ist ein lähmendes Szenario für einen typischen Grafikprogrammierer. Medtronic entschied sich jedoch für diesen Ansatz, um dem Markt zu überlassen, was die Schnittstelle enthalten und wie sie aussehen sollte. Mit Altia-Tools konnten sie schnell Prototypen zahlreicher Schnittstellen erstellen und diese an Teammitglieder und Kunden versenden, während sie die gleichen Grafiken für die benutzerdefinierte Gerätehardware im Labor verwenden.
Es wurde relativ früh entschieden, dass das Gerät VxWorks auf einem StrongARM-Prozessor ausführen würde. Natürlich wurde bei der Erstellung der Schnittstelle an die Verwendung von Standard-WindML-Objekten gedacht. Dies sollte jedoch keine Standard-GUI sein. Die Bereitstellung eines Ho-hum-Produkts für UNIX-Programmierer war inakzeptabel. Das Gerät musste einfach zu handhaben und zu verwenden sein. Einheitliche Widget-Bibliotheken würden zu einer kompromittierten Benutzeroberfläche führen, die nicht das Aussehen oder die Funktionen hätte, die Kunden wollten. Jedes Mal, wenn eine Komponente optimiert oder neu gestaltet wurde, manuell codierte benutzerdefinierte Widgets zu programmieren, würde viel zu lange dauern. Darüber hinaus war es für die Definition der richtigen GUI entscheidend, die Meinungen vieler verschiedener Personen einzuholen (selbst derer ohne VxWorks-System).
Die Lösung
Mithilfe von Altia Design konnte Medtronic einen Prototyp der Benutzeroberfläche erstellen und mit Änderungen experimentieren. Altia Design wurde entwickelt, um benutzerdefinierte GUIs zu erstellen, und Altia DeepScreen verwandelt diese interaktiven Grafiken in reinen Quellcode, der auf einer Vielzahl von Hardwarezielen ausgeführt werden kann. Altia fügte sich nahtlos in den Entwicklungszyklus von Medtronic ein. Ingenieure verwendeten Altia, um eine GUI-Komponente zu zeichnen oder ein Bild einzufügen, und wenn sie Code generierten, kümmerte sich Altia um alles. Sie konnten sich frei auf die Benutzeroberfläche konzentrieren und nicht auf die einfachen Details der Anzeige von Pixeln auf einem Bildschirm.
Im fertigen Layout hatte das Altia-Projekt alle Teile der Benutzeroberfläche, die auf dem Bildschirm des tatsächlichen Geräts erscheinen würden. Diese Komponenten könnten über die API von Altia Ereignisse an und von dem zugrunde liegenden Code senden und empfangen. Neben der eigentlichen Schnittstelle fügten die Medtronic-Ingenieure auch ein Bedienfeld hinzu, mit dem sie dieselben Ereignisse simulieren konnten, ohne auf der tatsächlichen Hardware ausgeführt zu werden. Dies war wichtig, damit jeder mit einem PC das Verhalten ausprobieren konnte. Die GUI wurde einem breiteren Publikum vorgestellt und erhielt dadurch ein viel besseres Feedback.
Mit der selektiven Codegenerierungsfunktion von Altia DeepScreen konnten sie, wenn sie Code erstellen wollten, um ihr VxWorks-Labor-Setup zu testen, den Hauptbildschirm auswählen, Code für VxWorks/WindML generieren und in ihrer Hauptanwendung mit der Altia-API kompilieren. Um eine Windows-Version für Vertriebsmitarbeiter, Marketingspezialisten und Manager zu erstellen, würden sie den Hauptbildschirm und das Bedienfeld auswählen und dann Code für Windows generieren. Beide Plattformen verwendeten dieselben Hauptbildschirmgrafiken und das Bedienfeld generierte Kommunikationsereignisse genau so, wie es der Quellcode auf dem Zielgerät tun würde.
Diese eigenständigen ausführbaren Windows-Dateien waren besonders hilfreich für die Zusammenarbeit mit Übersetzern. Über das Bedienfeld konnte ein Übersetzer durch jede Nachricht scrollen und sie in verschiedenen Statusfenstern sehen. Darüber hinaus organisierte Medtronic seine Schnittstelle so, dass eine externe Ressourcendatei zum Einrichten der dynamischen Textzeichenfolgen in der Anzeige verwendet wurde. Übersetzer konnten Änderungen an dieser ASCII-Datei vornehmen und sehen, wie der neue Text aussah. Es wurde enorm viel Zeit gespart, da sie nichts zum Kompilieren an die Ingenieure zurücksenden mussten.
Dieses Bedienfeld hatte einen weiteren unerwarteten Vorteil. Es ermöglichte den Ingenieuren, die gesamte Ereignisbehandlung zu testen und das Schnittstellenverhalten zu modellieren, bevor der Laboraufbau vollständig zusammengebaut war. Medtronic-Ingenieure stellten fest, dass die Verwendung simulierter Geräte, bevor sie echte Hardware hatten, wirklich dazu beitrug, den Zeitplan zu verkürzen.
Schnelle Bearbeitung und automatische Codegenerierung halfen sogar bei der Fertigstellung der Hardware. Verschiedene Displays wurden mit tatsächlich erzeugten Grafiken vorgesprochen, um zu sehen, ob der Bildschirm angemessen war. Ingenieure könnten die Leistung in Bereichen wie Lesbarkeit, Auflösung, Helligkeit, Größe und Layout überprüfen.
Die Ergebnisse
Mit viel Feedback von Kunden und Teammitgliedern brachten die Ingenieure von Medtronic das richtige Gerät auf den Markt. Die Cardioblate®- und Prostiva®-Produkte verwenden von Altia DeepScreen generierten Code, um ihre Displays anzusteuern.
Darüber hinaus erkannten die Ingenieure nach der Lieferung des ersten Produkts, wie einfach es wäre, mit Altia ein begleitendes Dienstprogramm zu erstellen. Sie erstellten eine Anwendung, die von der Haupt-GUI und dem Quellcode zur Verwendung in den Kalibrierlabors der Kunden abgeleitet wurde. Da diese Schnittstelle nur einige zusätzliche Steuerelemente und Verknüpfungen mit der zugrunde liegenden Software hatte, wurde sie sehr schnell umgedreht. Änderungen an zukünftigen Versionen der eigentlichen Produktschnittstelle mit ähnlicher Geschwindigkeit vorzunehmen, ist eine aufregende Aussicht.
In Zukunft können Altia und die Basisbibliothek von Komponenten, die von den Teams von Cardioblate® und Prostiva® entwickelt wurden, genutzt werden, um schnell andere GUIs zu erstellen. Diese Displays können alle das gleiche Marken-Look-and-Feel haben – Schnittstellen werden nicht mehr von einem Widget-Set diktiert, das im RTOS enthalten ist. Der HF-Generator und alle anderen mit Altia entwickelten Produkte sind sofort als Medtronic-Geräte erkennbar.
Nach ihrer erfolgreichen Erfahrung mit dem HF-Generator verwenden Medtronic-Ingenieure bereits Altia, um die nächste Generation von Schnittstellen für medizinische Geräte zu entwickeln. Sie können auf traditionellere, zeitaufwändigere und teurere codebasierte GUI-Toolkits verzichten und stattdessen den robusteren, einfacheren benutzerdefinierten Grafikansatz von Altia verwenden. Innovationen wie diese sorgen dafür, dass Medtronic immer einen Schritt voraus ist, wenn es darum geht, Geräte bereitzustellen, die sicherer, schneller und billiger sind.
