论文部分内容阅读
[摘 要]嵌入式系统，具有较高的集成度，可以实现更高的控制精度和更快的数据处理和传输，是一种新型的自动化控制系统。通过对嵌入式系统进行升级和改造，可以不断满足人们对于医疗器械的各种要求，在提高了医疗工作的精确度的同时，进一步提高了工作效率，为医疗工作的开展提供了有利的保障。
[关键词]嵌入式软件；医疗设备；开发
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0363-01
引言
随着科学技术的发展及计算机的普及，现阶段的计算机网络已经在我们日常的生产生活、工作、学习等方面已经有着十分广泛的应用，随着人们对科学技术发展要求的增高，单纯的计算机已经无法满足现阶段人们生产生活过程中的需求，因此，各类嵌入式软件技术及系统应用而生，为人们的生产生活带来的极大的便利及发展。随着嵌入式系统的引进，医疗器械的发展全面进入了智能化、自动化和信息化。在获得更高的市场竞争力的同时，也为医疗事业提供了更强大更持久的发展动力，对于改善人民医疗条件，提高人民生活水平具有重大的意义。
1嵌入式软件技术概述
嵌入式软件技术属于计算机其中的一种应用形式，主要是指在宿主设备中埋藏的微处理系统，这类的计算机难以被设备使用者发现及关注，因此也称为埋藏式计算机，最为典型的机种代表为微处理器、DSP及微控制器等，在宿主设备中使用嵌入式软件技术能提高设备的智能性、让设备使用起来更加灵活方便，方便操作。从大方面来说，嵌入式软件技术主要是指作为某种技术过程中核心处理环节存在的，具有能够直接与现实环境接口及交互的一种计算机系统，一定程度上来说就是在特定的应用条件下，计算机处于嵌入式软件工作状态时即可便能与周围环境进行互动，是一种实时的工作方式。不管是埋藏在宿主设备中的微控制器还是嵌入在宿主系统中的IPC，两者本质上独属于嵌入式软件技术的计算机处理系统，但微控制器具有成本较低、自然交互性好、结构紧凑等优势。
嵌入式软件技术的主要特点表现为以下几个方面：首先嵌入式软件技术具有一定的实用意义，嵌入式软件技术与功能复合用户的需求，嵌入式软件技术是嵌入到计算机系统当中取得，也是服务于计算机系统的，与硬件有着密切相关性，嵌入式软件技术的开发主要是根据客户的需求，面向产业的发展方向及市场需求性等进行开发创造的，具有一定的实用意义。另一个是具有灵活性特点，由于嵌入式软件技术能随时进行开发，不存在时间限制，且嵌入式软件技术的形态小巧，能较为便利的嵌入到计算机系统中去，嵌入之后对计算机系统的功能不存在影响，且嵌入式软件技术根据市场需求及用户需要还能进行不断升级，具有一定的灵活变动性。
2嵌入式系统在医疗仪器中应用的可行性
如今越来越多的高科技手段开始运用到医疗仪器的设计中。心电图、脑电图等生理参数检测设备，各类型的监护仪器、超声波、X射线成影设备、核磁共振仪器以及各式各样的物理治疗仪都开始在各地医院广泛使用。远程医疗、HIS、病人呼叫中心、数字化医院等先进理念的出现和应用，使医院的管理比以往任何时候都更加完善和高效，同时病人享受到更加快捷方便和人性化的服务。在技术领域，医疗仪器设备则开始呈现向便携性和网络化发展的趋势。
嵌入式系统应用于医疗仪器设备，符合发展趋势带来的要求和变化。医疗仪器领域大量医疗仪器的应用，如心脏起搏器、放射设备及分析监护设备，都需要嵌入式系统的支持。各种化验设备，如肌动电流描记器、离散光度化学分析、分光光度计等，都需要使用高性能的、专用化的DSP系统来提高其精度和速度。引入嵌入式系统后，现有的各种监护仪的功能与性能都将得到大幅度的提高。
一般来说，医疗系统都非常庞大，但我们看到的一个趋势是便携式、低成本产品渐渐流行。便携医疗产品可分为两种：一种是手持产品，如用于患者监控的产品，像测量脉搏、血压等的产品，医生可以随身携带；另一种则不一定能够随身携带，但它们是低成本、简单的设备，一般用于设备较简单的医院。针对便携化的趋势，要求医疗电子设备必须具备体积小、功耗低、价格低和易于使用的特点。
在医疗仪器应用中，嵌入式系统的普及率非常高。在设计过程中，根据需要对嵌入式系统重新编程，可避免前端流片（NRE）成本，减少和ASIC相关的订量，降低芯片多次试制的巨大风险。此外，随着标准的发展或者当需求出现变化时，还可以在现场更新。而且，设计人员能够反复使用公共硬件平台，在一个基本设计基础上，建立不同的系统，支持各种功能，从而大大降低了生成成本。使产品具有较长的生命周期，可以保护医疗仪器不会太快过时，医疗行业的产品生命周期比较长，因此这一特性非常重要。现代数字医疗仪器设备不但包括诊疗设备，而且还有数据存储服务器和接口软件。嵌入式系统可为医疗仪器设备设计、生产和使用提供先进的技术支持。
3嵌入式系统在医疗仪器中的具体应用
3.1便携式设备
在便携式的设备中，血压测量仪是使用频率较高的仪器。随着生活水平的提高和人口老龄化的加剧，高血压、低血压等健康问题已经成为了威胁人民身体健康的主要因素之一，所以，对于血压测量仪之类的设备需求量越来越大。随着嵌入式系统的引入，血压测量仪的体积被进一步的缩小，同时操作变得更加简单，即使文化程度不高的老人，也可以轻松掌握，真正实现“居家医疗”和“傻瓜医疗”，另外，整个系统的设计要求严谨，测量显示的数据要求更加精准。与传统的血压计类似，采用了嵌入式系统的电子血压计是由气袖、气泵、传感器、嵌入式控制器和数值显示器等几部分构成。通过气泵充气，将气袖的压力提升到适当的范围内。在加压完成之后，控制模块会控制电子血压计慢慢释放出气袖内的空气，并将传感器测量到的血压值发送到控制器当中。控制器运用内置的信息处理单元，将传感器接收到的信号进行量化并且传递给显示单元，测试者便可以观察到血压计测得的数值。在充气放气的过程中，系统可以同步完成收缩压和舒张压的测量，真正完全地实现了血压计的测量功能。
3.2多参数监护仪
在临床治疗过程中，多参数监护仪是一种常用的医疗仪器，通过对人体的各种生物信号进行采集和汇总，对患者的身体状况进行实时监控。在仪器的工作过程中，由传感器将采集到的生物信号进行汇总，通过嵌入式系统的数字化处理，在经过滤波、放大、量化处理等加工后再由处理模块对数据进行全面的分析与处理。在分析过程中，系统会根据预设好的人体参数范围对当前收集到的信息进行全面的分析。若測得的结果超出了预设的正常参数范围，整个系统将会把测得的结果标记为异常，并且根据测得结果的实际情况向医护人员发出报警，以便于医护人员及时作出反应，同时，及时的将测得的结果集中储存到存储模块中，以便于日后的诊断工作和病例分析。
结语
随着智能技术、信息技术的全面发展，嵌入式系统在医疗器械中的应用更加深入、更加广泛，不但实现了便携式仪器和大型检测设备在功能和性能方面的全面提升。同时，通过将嵌入式系统引入医疗器械中，可以更好为偏远地区的患者提供了远程医疗，这对于医疗器械的发展和整个医疗事业的推进，都具有非常重大的现实意义。同时，中国医疗仪器产品结构的调整，对嵌入式系统应用于医疗仪器也提供了一个很好的发展机会，同时也对嵌入式系统的开发者提出了新的挑战，开发出的产品除了应具有独特的创新功能外，开发者还应遵循一定的原则。只有这样，才能使嵌入式系统在医疗仪器中的应用事半功倍。
参考文献
[1]田雨.浅谈嵌入式软件技术的现状与发展动向[J].工程技术：全文版，2016，12（7）：247.
[2]杨海洋.西安高新技术产业开发区嵌入式软件产业竞争力研究[D].北京交通大学，2012.
[关键词]嵌入式软件；医疗设备；开发
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0363-01
引言
随着科学技术的发展及计算机的普及，现阶段的计算机网络已经在我们日常的生产生活、工作、学习等方面已经有着十分广泛的应用，随着人们对科学技术发展要求的增高，单纯的计算机已经无法满足现阶段人们生产生活过程中的需求，因此，各类嵌入式软件技术及系统应用而生，为人们的生产生活带来的极大的便利及发展。随着嵌入式系统的引进，医疗器械的发展全面进入了智能化、自动化和信息化。在获得更高的市场竞争力的同时，也为医疗事业提供了更强大更持久的发展动力，对于改善人民医疗条件，提高人民生活水平具有重大的意义。
1嵌入式软件技术概述
嵌入式软件技术属于计算机其中的一种应用形式，主要是指在宿主设备中埋藏的微处理系统，这类的计算机难以被设备使用者发现及关注，因此也称为埋藏式计算机，最为典型的机种代表为微处理器、DSP及微控制器等，在宿主设备中使用嵌入式软件技术能提高设备的智能性、让设备使用起来更加灵活方便，方便操作。从大方面来说，嵌入式软件技术主要是指作为某种技术过程中核心处理环节存在的，具有能够直接与现实环境接口及交互的一种计算机系统，一定程度上来说就是在特定的应用条件下，计算机处于嵌入式软件工作状态时即可便能与周围环境进行互动，是一种实时的工作方式。不管是埋藏在宿主设备中的微控制器还是嵌入在宿主系统中的IPC，两者本质上独属于嵌入式软件技术的计算机处理系统，但微控制器具有成本较低、自然交互性好、结构紧凑等优势。
嵌入式软件技术的主要特点表现为以下几个方面：首先嵌入式软件技术具有一定的实用意义，嵌入式软件技术与功能复合用户的需求，嵌入式软件技术是嵌入到计算机系统当中取得，也是服务于计算机系统的，与硬件有着密切相关性，嵌入式软件技术的开发主要是根据客户的需求，面向产业的发展方向及市场需求性等进行开发创造的，具有一定的实用意义。另一个是具有灵活性特点，由于嵌入式软件技术能随时进行开发，不存在时间限制，且嵌入式软件技术的形态小巧，能较为便利的嵌入到计算机系统中去，嵌入之后对计算机系统的功能不存在影响，且嵌入式软件技术根据市场需求及用户需要还能进行不断升级，具有一定的灵活变动性。
2嵌入式系统在医疗仪器中应用的可行性
如今越来越多的高科技手段开始运用到医疗仪器的设计中。心电图、脑电图等生理参数检测设备，各类型的监护仪器、超声波、X射线成影设备、核磁共振仪器以及各式各样的物理治疗仪都开始在各地医院广泛使用。远程医疗、HIS、病人呼叫中心、数字化医院等先进理念的出现和应用，使医院的管理比以往任何时候都更加完善和高效，同时病人享受到更加快捷方便和人性化的服务。在技术领域，医疗仪器设备则开始呈现向便携性和网络化发展的趋势。
嵌入式系统应用于医疗仪器设备，符合发展趋势带来的要求和变化。医疗仪器领域大量医疗仪器的应用，如心脏起搏器、放射设备及分析监护设备，都需要嵌入式系统的支持。各种化验设备，如肌动电流描记器、离散光度化学分析、分光光度计等，都需要使用高性能的、专用化的DSP系统来提高其精度和速度。引入嵌入式系统后，现有的各种监护仪的功能与性能都将得到大幅度的提高。
一般来说，医疗系统都非常庞大，但我们看到的一个趋势是便携式、低成本产品渐渐流行。便携医疗产品可分为两种：一种是手持产品，如用于患者监控的产品，像测量脉搏、血压等的产品，医生可以随身携带；另一种则不一定能够随身携带，但它们是低成本、简单的设备，一般用于设备较简单的医院。针对便携化的趋势，要求医疗电子设备必须具备体积小、功耗低、价格低和易于使用的特点。
在医疗仪器应用中，嵌入式系统的普及率非常高。在设计过程中，根据需要对嵌入式系统重新编程，可避免前端流片（NRE）成本，减少和ASIC相关的订量，降低芯片多次试制的巨大风险。此外，随着标准的发展或者当需求出现变化时，还可以在现场更新。而且，设计人员能够反复使用公共硬件平台，在一个基本设计基础上，建立不同的系统，支持各种功能，从而大大降低了生成成本。使产品具有较长的生命周期，可以保护医疗仪器不会太快过时，医疗行业的产品生命周期比较长，因此这一特性非常重要。现代数字医疗仪器设备不但包括诊疗设备，而且还有数据存储服务器和接口软件。嵌入式系统可为医疗仪器设备设计、生产和使用提供先进的技术支持。
3嵌入式系统在医疗仪器中的具体应用
3.1便携式设备
在便携式的设备中，血压测量仪是使用频率较高的仪器。随着生活水平的提高和人口老龄化的加剧，高血压、低血压等健康问题已经成为了威胁人民身体健康的主要因素之一，所以，对于血压测量仪之类的设备需求量越来越大。随着嵌入式系统的引入，血压测量仪的体积被进一步的缩小，同时操作变得更加简单，即使文化程度不高的老人，也可以轻松掌握，真正实现“居家医疗”和“傻瓜医疗”，另外，整个系统的设计要求严谨，测量显示的数据要求更加精准。与传统的血压计类似，采用了嵌入式系统的电子血压计是由气袖、气泵、传感器、嵌入式控制器和数值显示器等几部分构成。通过气泵充气，将气袖的压力提升到适当的范围内。在加压完成之后，控制模块会控制电子血压计慢慢释放出气袖内的空气，并将传感器测量到的血压值发送到控制器当中。控制器运用内置的信息处理单元，将传感器接收到的信号进行量化并且传递给显示单元，测试者便可以观察到血压计测得的数值。在充气放气的过程中，系统可以同步完成收缩压和舒张压的测量，真正完全地实现了血压计的测量功能。
3.2多参数监护仪
在临床治疗过程中，多参数监护仪是一种常用的医疗仪器，通过对人体的各种生物信号进行采集和汇总，对患者的身体状况进行实时监控。在仪器的工作过程中，由传感器将采集到的生物信号进行汇总，通过嵌入式系统的数字化处理，在经过滤波、放大、量化处理等加工后再由处理模块对数据进行全面的分析与处理。在分析过程中，系统会根据预设好的人体参数范围对当前收集到的信息进行全面的分析。若測得的结果超出了预设的正常参数范围，整个系统将会把测得的结果标记为异常，并且根据测得结果的实际情况向医护人员发出报警，以便于医护人员及时作出反应，同时，及时的将测得的结果集中储存到存储模块中，以便于日后的诊断工作和病例分析。
结语
随着智能技术、信息技术的全面发展，嵌入式系统在医疗器械中的应用更加深入、更加广泛，不但实现了便携式仪器和大型检测设备在功能和性能方面的全面提升。同时，通过将嵌入式系统引入医疗器械中，可以更好为偏远地区的患者提供了远程医疗，这对于医疗器械的发展和整个医疗事业的推进，都具有非常重大的现实意义。同时，中国医疗仪器产品结构的调整，对嵌入式系统应用于医疗仪器也提供了一个很好的发展机会，同时也对嵌入式系统的开发者提出了新的挑战，开发出的产品除了应具有独特的创新功能外，开发者还应遵循一定的原则。只有这样，才能使嵌入式系统在医疗仪器中的应用事半功倍。
参考文献
[1]田雨.浅谈嵌入式软件技术的现状与发展动向[J].工程技术：全文版，2016，12（7）：247.
[2]杨海洋.西安高新技术产业开发区嵌入式软件产业竞争力研究[D].北京交通大学，2012.