Вопросы надежности при разработке управляющей платы для медицинской техники. Опции

[Pilatus]

Добрый день. Обратились доктора с помощью в разработке управляющей платы для некоего агрегата. Задача в принципе проще некуда - есть программа на компьютере, которая генерирует 4 цифры, эти цифры нужно передать в управляющую плату, которая отдаст соответствующую команду (в данном случае покрутит шаговыми двигателями). Как я уже сказал - задача проще некуда, я за полчаса уже реализовал ее на макетке с STM32 и в виде РСшной мини-софтины.
Но... Славик, что-то я очкую ( (С) Наша Russia ).
Напомню, это медтехника. Аппарат будет применяться в рентгеноперационной с использованием оборудования, позволяющего просвечивать человека не то что в реальном времени, а прямо во время операции. Диагностическое оборудование определяет локализацию опухоли в пространстве, вычисляет координаты, дальше делается пункция специальной иглой, в просвет которой попадают опухолевые клетки, отправляемые в лабораторию для диагностики. Делается она пока вручную. Для удобства и для точности доктора захотели автоматизировать этот процесс. На каком-то предприятии для них уже разработали механический манипулятор с приводом на шаговых двигателях. Остается собрать управляющую плату, которая переменные в памяти компьютера преобразует в число шагов, отработанных двигателями. Сами понимаете, процесс очень ответственный и ошибки недопустимы.
В связи с чем у меня ряд вопросов, смысл которых больше сводится к тому, как бы поступили вы, особенно, если вам уже приходилось сертифицировать медтехнику:
1. Стоит ли использовать USB? Много слышал нареканий по поводу его надежности, но моя задача не предполагает длительной непрерывной передачи данных - всего-то 4 параметра. Главное, чтобы они не передались в искаженном виде. Ну или если перефразировать вопрос- не скажут ли мне в сертификационном центре " мы вам не дадим сертификат, так как вы используете не очень надежный канал управления, вот сделайте на RS232".
2. Вроде бы и USB и RS232 используют CRC, но тем не менее, не будет ли лишним замутить еще какую-то свою проверку данных на корректность?
3. Как сказал доктор - манипулятор на шаговых двигателях. Представляете, что будет при случайном пропуске шагов? Может быть стоит предложить им использовать серводвигатели? Или есть удачные примеры гибридиации шаговиков с энкодерами для обратной связи?

Спасибо.

[Pilatus]

Что касается электроники и схемотехники: эксперт тыкает ручкой в ЛЮБОЙ компонент на схеме и говорит: он сгорел, то есть разомкнут или закорочен. Так вот ваше устройство не должно принести вред пациенту.
Это "Single failure condition". Но при этом устройство должно как-то дать знать оператору, что произошла авария.

Ну тут проще - работа будет осуществляться в два этапа: первое - ориентация иглы по 2-м осям, с передачей в компьютер результата отработки команды, считанного с энкодера, преобразованного в вектор ("целеуказатель" на рентгенограмме), с вопросом к оператору, мол, погрузить ли иглу и ответами типа да, нет.
Ну и собственно погружение иглы. Здесь самое главное сделать шагов не больше чем нужно.

Если Вы сделаете правильное управление и будете отслеживать напряжение питания и ток двигателя, то пропуска быть не должно. Если что-то обнаружено - выдавать неисправность и с согласия оператора делать рекалибровку.

Вот потому наверное и будет лучше с аналоговым энкодером. При поломке двигателя или цепей его управления можно будет перемещать иглу вручную и контролировать ее положение на экране.

Пропуск шагов бывает не просто так, а при перегрузке,

Да, действительно, не зря же ЧПУ "вслепую" работают с шаговыми двигателями и вытачивают отличные детальки, если правильно рассчитать нагрузки и режимы резания. Экономически обосновано - всего 1 испорченная заготовка на 1000, зато простота исполнения.
Но в случае с манипулятором - "заготовки" нынче дороги))) Так что я даже не хочу задумываться ни о причинах пропуска шагов, ни о мерах по их предотвращению, я хочу чтобы манипулятор мог правильно среагировать на пропуск. А посему выход - аналоговый энкодер.

[iosifk]

Но в случае с манипулятором - "заготовки" нынче дороги)))

А еще будьте готовы в случае любого отказа получить судебный иск на приличную сумму. Кто крайний если с клиентом что-то "не так"???... А водички полить на прибор, высушить и все на этот прибор свалить...
Мужик из ADI рассказывал, что где-то в автомагнитоле что-то случилось. Так туда поехали 2 инженера и 3 юриста...