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医療用・産業用装置のアップグレードも可能!CPU搭載モジュールで最新機能を保つ

私の子供は今年2歳になりました。他人からみれば非常に普通のようにみえるかも知れませんが、私の眼に映ると世界一番可愛い存在です。

かけがえのない写真もより高性能に

taizi妻が妊娠してから定期検査の時には必ず超音波写真をとり、出生前の子供の写真を集めていました。その時の写真はちょうど下図のような2D写真で輪郭程度しかわかりません。それでも十分愛おしく、生まれてくるのが待ち遠しかったのを覚えています。

taizi2(出典:https://st.benesse.ne.jp/ninshin/content/?id=2629世の中すべてが進歩しています。
現在では修正前の赤ちゃんの写真も下図のような3D写真になり、とてもリアルな表情まで見られるようになりました。

医療・産業現場のシステムに求められること

超音波は医療用途以外に工業用途でも多々使用されています。
距離や水位の測定、ノイズの周波数測定、金属の罅検出など数々の応用実例があります。
実はこれら用途のシステムはすべてSOM(System on Module)によって構成が可能です。特に世界中の医療用超音波装置は(長年SOMを扱ってきた私の推測では)80%以上がSOM+画像処理装置(FPGAあるいはGPUカード)でシステムが構築されています。

なぜ、超音波診断装置の多くにSOMが使われているのか。その理由は非常にシンプルです。それはエンドユーザーの顧客にも直接かかわる機器だからです。超音波診断装置は高価であり、病院は一度購入すると10年~20年以上は使用すると考えられます。しかしながら、医療現場においてはこのような装置はエンドユーザーである患者にも直接かかわってくるため、常に最新で機能性に優れた物が求められます。
(医療など専門性が高い分野程、分かりえない消費者にとっては「最新機器の導入」が評価に分かり易く影響すると考えます。)

例えば先に挙げた胎児の写真でいうと、古い設備でも写真は撮れますが、資金をかけて最新機器を導入し、良質な映像・画像を提供するというサービスを提供しなければ差別化を図るのも難しいのではないでしょうか。

システム開発の課題解決の糸口とは

このような医療装置の開発には莫大な時間とコストを費やします。しかし、常に最先端を保たなければ、競合に負けてしまいます。(上記の写真をみれば納得です。私も2Dより3Dの写真がほしい。)
一度開発した物を長く使い、さらに簡単にアップグレードができるソリューションがあればとても有効的です。そのニーズにお応えできるのが正にSOM+FPGAのソリューションです。世の中の技術は日進月歩です。特に半導体やIT関連の競争はとても激しく、常に性能の向上を追及しなければいけません。
なお、半導体は常に進化しているため、組込みの業界はチップのEOL(End-of-Life)問題に悩まされています。新しいチップがリリースされたと思えば、3~5年で時代遅れになり、EOLになる可能性あります。SOMソリューションは規格依存であるため、チップ単体がEOLになっても、ピンコンパチブル(ピン互換)のチップをSOMに乗せればシステムはそのまま継続的に動作させることができます。

つまり、超音波診断装置のシステム構築をSOMにすれば、一度開発したFPGAのキャリアボードを長く使用できます。年数とともに性能が低下すれば、キャリアボード(会社の資産)を残したまま、SOMだけを交換することで設備の性能を用意にアップグレードできます。さらに同じキャリアボードでもSOM種類(High endからEntryなど)によっても商品ラインナップを簡単に増やせます。

SOM開発このようにして医療現場や産業現場に対して開発コストの・リスクの低減、チップのEOL問題の解決、容易な性能アップグレードなどのメリットに寄与します。

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