{"id":7179,"date":"2016-12-21T09:00:23","date_gmt":"2016-12-21T08:00:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/?p=7179"},"modified":"2024-05-24T11:19:04","modified_gmt":"2024-05-24T09:19:04","slug":"kodierrichtlinien-iec-62304-fda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/iec-62304-medizinische-software\/kodierrichtlinien-iec-62304-fda\/","title":{"rendered":"Kodierrichtlinien f\u00fcr Medizinprodukte-Software"},"content":{"rendered":"<p>Kodierrichtlinien (Coding Guidelines) dienen dazu, Quellcode zu f\u00f6rdern, der verst\u00e4ndlich, wartbar, testbar und m\u00f6glichst fehlerfrei ist. Dieser Artikel beschreibt\u00a0die regulatorischen Anforderungen an Kodierrichtlinien und gibt konkrete Beispiele.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Kodierrichtlinien.png\" data-rel=\"lightbox-image-0\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\" title=\"\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-10074\" src=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Kodierrichtlinien-1024x353.png\" alt=\"Kodierrichtlinien\" width=\"551\" height=\"190\" srcset=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Kodierrichtlinien-1024x353.png 1024w, https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Kodierrichtlinien-300x104.png 300w, https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Kodierrichtlinien.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 551px) 100vw, 551px\" \/><\/a><\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<h2>Regulatorische Anforderungen an Kodierrichtlinien<\/h2>\n<h3>Forderungen der Medizinprodukte-Richtlinie (MDD)<\/h3>\n<p>Die Medizinprodukterichtlinie MDD (93\/42\/EWG) fordert f\u00fcr Medizinprodukte, die Software enthalten oder eigenst\u00e4ndige Software sind:<\/p>\n<p><cite>Bei Produkten, die Software enthalten oder bei denen es sich um medizinische Software an sich handelt, muss die Software entsprechend dem Stand der Technik validiert werden, wobei die Grunds\u00e4tze des Software-Lebenszyklus, des Risikomanagements, der Validierung und Verifizierung zu ber\u00fccksichtigen sind.<\/cite><\/p>\n<p>Im Falle einer gerichtlichen Auseinandersetzung d\u00fcrfte ein Gutachter best\u00e4tigen, dass die Verwendung von Kodierrichtlinien (Coding Guidelines) zum &#8222;Stand der Technik&#8220; z\u00e4hlt.<\/p>\n<h3>Forderungen der Medizinprodukteverordnung (MDR)<\/h3>\n<p>Die Medizinprodukteverordnung MDR (2017\/745) fordert f\u00fcr Medizinprodukte, die Software enthalten oder eigenst\u00e4ndige Software sind:<\/p>\n<p><cite>Bei Produkten, zu deren Bestandteilen Software geh\u00f6rt, oder bei Produkten in Form einer Software wird die Software entsprechend dem Stand der Technik entwickelt und hergestellt, wobei die Grunds\u00e4tze des Software-Lebenszyklus, des Risikomanagements einschlie\u00dflich der Informationssicherheit, der Verifizierung und der Validierung zu ber\u00fccksichtigen sind.<\/cite><\/p>\n<p>Gleich wie bei der Medizinprodukte-Richtlinie d\u00fcrfte im Falle einer gerichtlichen Auseinandersetzung ein Gutachter best\u00e4tigen, dass die Verwendung von Kodierrichtlinien (Coding Guidelines) zum &#8222;Stand der Technik&#8220; z\u00e4hlt.<\/p>\n<h3>Forderungen der IEC 62304<\/h3>\n<p>Die gute Nachricht vorweg: Die IEC 62304 fordert keine Kodierrichtlinien. Sie fordert nur, dass Akzeptanzkriterien an die <a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/iec-62304-medizinische-software\/software-einheiten-iec-62304\">Software-Einheiten<\/a> formuliert und gepr\u00fcft werden m\u00fcssen. Die IEC 62304 schreibt nur in einer Anmerkung: &#8222;<cite>Beispiele fu\u0308r Akzeptanzkriterien sind: [&#8230;]\u00a0Entspricht der Software-Code festgelegten Programmier-Verfahren und Codierungsnormen?&#8220;<\/cite><\/p>\n<h3>Forderungen\u00a0der FDA an Kodierrichtlinien<\/h3>\n<p>Ebenso fordert die FDA nicht, dass Kodierrichtlinien einzuhalten sind. Allerdings\u00a0schreibt die <a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/category\/fda\/#Software\">FDA im Software Validation Guidance Document<\/a>:<\/p>\n<p><cite>The software design specification should include: [&#8230;]\u00a0Development procedures and <strong>coding guidelines<\/strong> (or other programming procedures); [&#8230;] \u00a0Firms frequently adopt specific coding guidelines that establish quality policies and procedures related to the software coding process. Source code should be evaluated to verify its compliance with specified coding guidelines. Such guidelines should include coding conventions regarding clarity, style, complexity management, and commenting. Code comments should provide useful and descriptive information for a module, including expected inputs and outputs, variables referenced, expected data types, and operations to be performed. Source code should also be evaluated to verify its compliance with the corresponding detailed design specification. Modules ready for integration and test should have documentation of compliance with coding guidelines and any other applicable quality policies and procedures.<\/cite><\/p>\n<h3>Fazit<\/h3>\n<p>Die Verwendung von Kodierrichtlinien ist nicht explizit gefordert. Sie stellt aber den Stand der Technik dar. Medizinproduktehersteller sollten daher Kodierrichtlinien (Coding Guidelines) nutzen. Konkrete Vorgaben wie eine Liste anzuwendender Coding Guidelines gibt es nicht.<\/p>\n<h2>Kodierrichtlinien\u00a0(Coding Guidelines)<\/h2>\n<h3>Beispiele<\/h3>\n<p>Generell k\u00f6nnen\u00a0die Kodierrichtlinien folgende Aspekte adressieren:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Formatierung<\/strong>: Einr\u00fcckungen, Verwendung von Leerzeichen bzw. Tabulatoren, Leerzeilen usw.<\/li>\n<li><strong>Metriken<\/strong>: L\u00e4nge von Klassen, Methoden\/Funktionen und Zeilen, Schachtelungtiefe, zyklomatische Komplexit\u00e4t, Anzahl atomarer Bedingungen, Anzahl \u00dcbergabeparameter usw.<\/li>\n<li><strong>Dokumentation<\/strong>: Inline, Funktionen\/Methoden, Klassen<\/li>\n<li><strong>Namenskonventionen<\/strong>: Gro\u00df- und Kleinschreibung, sprechende Namen,<\/li>\n<li><strong>Sonstiges<\/strong>: Variablendeklarationen, Fehlerbehandlung, Internationalisierung<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die obige Abbildung\u00a0nennt ebenfalls Beispiele. F\u00fcr plattformspezifische Kodierrichtlinien geben Ihnen die unten genannten Werkzeuge weitere Hinweise.<\/p>\n<h3>Coding Guidelines der NASA<\/h3>\n<p>Besonders in sicherheitskritischen Bereichen wie Bahnverkehr, Kraftwerke oder der Luft- und Raumfahrt existieren spezifische Vorgaben an die\u00a0Programmierung. So listet\u00a0Gerard J. Holzmann in &#8222;<a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/coding-guidelines-kodierrichtlinien.pdf\">The Power of Ten \u2013 Rules for Developing Safety Critical Code<\/a>&#8220; folgende Best-Practices:<\/p>\n<ol>\n<li>Einfach Kontrollkonstrukte. Keine Goto-Programmierung, keine Rekursion.<\/li>\n<li>Alle Schleifen m\u00fcssen eine feste Obergrenze haben.<\/li>\n<li>Keine dynamische Speicherzuweisung nach der Initialisierung<\/li>\n<li>Keine Methode ist ausgedruckt l\u00e4nger als eine Seite<\/li>\n<li>Mindestens\u00a0zwei &#8222;Assertions&#8220; pro Methode\/Funktion<\/li>\n<li>Objekte m\u00fcssen m\u00f6glichst lokal deklariert sein. Globale\u00a0Variablen sind das Gegenteil dessen.<\/li>\n<li>R\u00fcckgabewerte von non-void Funktionen m\u00fcssen ausgewertet werden<\/li>\n<li>Der Einsatz von Pr\u00e4prozessoren ist auf das Einschlie\u00dfen von Header-Files und einfache Makro-Definitionen zu\u00a0beschr\u00e4nken<\/li>\n<li>Der Einsatz von Pointern ist einzuschr\u00e4nken<\/li>\n<li>Aller Code muss von Beginn an mit den strengsten Compiler-Warnungen kompiliert werden<\/li>\n<\/ol>\n<p>Diese Liste l\u00e4sst erkennen, dass der Autor eher die Sprache C im Hinterkopf hat, als eine .NET-Sprache oder\u00a0Java.<\/p>\n<h2>Sinn von Kodierrichtlinien<\/h2>\n<p>Die Kodierrichtlinien verfolgen im Wesentlichen folgende\u00a0Ziele:<\/p>\n<ol>\n<li>Sie sollen die Lesbarkeit, Verst\u00e4ndlichkeit, \u00c4nderbarkeit und damit die Wartbarkeit des Codes erh\u00f6hen. Laut FDA fallen 79% der Fehler (und Aufw\u00e4nde?) in dieser Phase an.<\/li>\n<li>Sie sollen Fehler im Code (von Beginn an) minimieren.<\/li>\n<li>Die Effizienz und Effektivit\u00e4t von Code-Reviews verbessern (und damit wieder die G\u00fcte des Codes)<\/li>\n<\/ol>\n<h3>Kodierrichtlinien vereinfachen\u00a0Code-Reviews<\/h3>\n<p>Beim <a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/fda\/code-review\/\">Code-Review<\/a> sollen Fehler gefunden werden. Diese Reviews sind besonders dann effektiv und effizient, wenn der Reviewer sich nicht in die spezifische Denkwelt des Entwicklers eindenken muss. Code-Reviews haben etwas mit\u00a0&#8222;Pattern Recognition&#8220; zu tun. Reviewer\u00a0m\u00fcssen den Code ansehen und sofort \u2013 sogar unbewusst \u2013 wahrnehmen k\u00f6nnen, wo etwas nicht stimmt \u2013 wo etwas faul ist.<\/p>\n<p>Gute Entwickler k\u00f6nnen das. Das klappt aber nur, wenn der innere Algorithmus zur Mustererkennung immer das gleiche Input-Signal bekommt. Und dazu geh\u00f6ren Kodierrichtlinien, v.a. Formatierungen wie Klammersetzungen, Leerzeichen, Einr\u00fcckungen usw. Andernfalls l\u00e4uft der Algorithmus ins Leere. Genauso w\u00e4re\u00a0das bei meiner Friseurin, h\u00e4tte man die Bilder nicht wei\u00df auf schwarz, sondern schwarz auf wei\u00df oder rechts-links-vertauscht angezeigt.<\/p>\n<h3>Beispiel: Apples SSL-Bug<\/h3>\n<p>Die Wogen schlugen hoch wegen des Apple SSL-Bugs. Das verwundert ob der Schwere nicht. Eine nicht funktionierende Pr\u00fcfung der Zertifikate untergr\u00e4bt das komplette Sicherheitskonzept.<\/p>\n<p>Man kann aus diesem Zwischenfall die Lehre ziehen, dass Kodierrichtlinien und Formatierungsrichtlinien sinnvoll und meines Erachtens verbindlich sein sollten. Dieser Fehler w\u00e4re n\u00e4mlich mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ohne Test(!!) aufgefallen, h\u00e4tte man gefordert, dass<\/p>\n<ol>\n<li>Bedingungen immer in geschweiften Klammern stehen m\u00fcssen,<\/li>\n<li>der Code automatisch formatiert werden muss oder zumindest korrekt einger\u00fcckt,<\/li>\n<li>der Code einer automatischen und statischen Code-Analyse auf Verletzung der Kodierrichtlinien unterzogen wird und<\/li>\n<li>der Code einem Code-Review zu unterziehen ist, das\u00a0nicht nur, aber auch, die Kodierrichtlinien bzw. die Ergebnisse der statischen Code-Analyse zum Gegenstand hat.<\/li>\n<\/ol>\n<p><a href=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Apple-SSL-Bug-Kodierrichtlinien.png\" data-rel=\"lightbox-image-1\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\" title=\"\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7180\" src=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Apple-SSL-Bug-Kodierrichtlinien.png\" alt=\"Apple-SSL-Bug-Kodierrichtlinien\" width=\"420\" height=\"110\" srcset=\"https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Apple-SSL-Bug-Kodierrichtlinien.png 656w, https:\/\/www.johner-institut.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Apple-SSL-Bug-Kodierrichtlinien-300x78.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 420px) 100vw, 420px\" \/><\/a><a style=\"line-height: 1.5em;\" href=\"http:\/\/www.spiegel.de\/fotostrecke\/apple-software-probleme-bei-gesicherten-verbindungen-fotostrecke-111478.html\">Bildquelle<\/a><\/p>\n<p>Dieser Fehler ist ja ein Standard-Fehler, den ich selbst schon unz\u00e4hlige Male gemacht habe \u2013 bis ich mich an die obigen Regeln gehalten habe.<\/p>\n<p>Da die ersten drei Punkte automatisiert durchgef\u00fchrt bzw. gepr\u00fcft werden k\u00f6nnen, gibt es f\u00fcr mich keinen Grund, auf Kodierrichtlinien und eine Code-Analyse zu verzichten.<\/p>\n<h2>Werkzeuge f\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung von Kodierrichtlinien<\/h2>\n<p>Es gibt Kodierrichtlinien, die unabh\u00e4ngig von der Programmiersprache gelten, andere sind wiederum spezifisch. <a title=\"Kodierrichtlinien: \u00dcberpr\u00fcfung mit Werkzeugen\" href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/List_of_tools_for_static_code_analysis\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Wikipedia listet eine Vielzahl an Werkzeugen<\/a> f\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung von Kodierrichtlinien sortiert nach Programmiersprache.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Kodierrichtlinien (Coding Guidelines) dienen dazu, Quellcode zu f\u00f6rdern, der verst\u00e4ndlich, wartbar, testbar und m\u00f6glichst fehlerfrei ist. 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