淺析嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用

郝文延

（長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，長(zhǎng)治 046000）

日常醫(yī)療工作經(jīng)常需要使用各種醫(yī)療設(shè)備，以輔助診療活動(dòng)的順利開(kāi)展。隨著我國(guó)科技水平的提高，醫(yī)療設(shè)備開(kāi)始逐步應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，目前已經(jīng)獲得了一些可喜的成果。嵌入式系統(tǒng)是一種新型的高度集成的自動(dòng)化信息控制系統(tǒng)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理時(shí)效率更高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)控制。因此，在醫(yī)療設(shè)備中推廣和應(yīng)用嵌入式的自控系統(tǒng)，可以進(jìn)一步滿(mǎn)足診療過(guò)程中對(duì)醫(yī)療設(shè)備的多元化功能需求，而且嵌入式的自控系統(tǒng)還為改造和升級(jí)更新留下了充足的空間，可以適應(yīng)醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展需要。醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用嵌入式的自控系統(tǒng)，不僅明顯提高了診療效率，也使醫(yī)院的診療服務(wù)更加準(zhǔn)確，有效地促進(jìn)了我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。

1 醫(yī)療設(shè)備中嵌入式自控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

醫(yī)療設(shè)備中的嵌入式自控系統(tǒng)高度集成了數(shù)據(jù)的采集和傳輸以及信息處理等多種技術(shù)，這種新型的智能系統(tǒng)具有體積小、功能強(qiáng)大、易于攜帶和操作的特點(diǎn)，同時(shí)消耗的能源更少，因此可以在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地發(fā)揮作用。另外，其還具有較好的實(shí)時(shí)性，而且更加高效。目前，它已經(jīng)成為我國(guó)醫(yī)療設(shè)備中的主要控制系統(tǒng)，具有十分廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

2 嵌入式自控系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用

目前，我國(guó)醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用的嵌入式自控系統(tǒng)主要集中在兩個(gè)方面，一方面是在便攜式的血壓計(jì)、脈搏檢測(cè)以及血糖測(cè)量等醫(yī)療設(shè)備中，另一方面就是在CT、結(jié)腸鏡以及內(nèi)窺鏡等大型的醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備中。

2.1 在便攜式的醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)

測(cè)量血壓的儀器是日常使用比較多的便攜式醫(yī)療設(shè)備。近年來(lái)，我國(guó)發(fā)生高血壓或者低血壓類(lèi)疾病的人口數(shù)量急劇增加，成為影響人們健康情況的主要疾病[1]。因此，便攜式的血壓測(cè)量?jī)x器設(shè)備的需求不斷增加。

隨著嵌入式自控系統(tǒng)的引入，血壓測(cè)量設(shè)備不斷向小型化方向發(fā)展，其操作更加簡(jiǎn)捷，為老齡人正確使用提供了極大的便利，彰顯了居家醫(yī)療的便捷性。同時(shí)，應(yīng)用嵌入式的自控系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)制作更加精細(xì)化，其測(cè)量結(jié)果也更加準(zhǔn)確。

應(yīng)用嵌入式自控系統(tǒng)的血壓計(jì)主要由氣泵、氣袖、嵌入式的顯示器和控制器以及傳感器等組成。使用時(shí)由氣泵進(jìn)行充氣，以提升氣袖壓力[2]。完成加壓后，嵌入式系統(tǒng)的控制模塊對(duì)血壓計(jì)進(jìn)行控制，緩慢將空氣放出，同時(shí)傳感器對(duì)血壓值進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果傳到控制器。控制器在收到數(shù)據(jù)后通過(guò)其數(shù)據(jù)處理的內(nèi)置單元進(jìn)行量化處理，并向顯示單元傳輸，這樣通過(guò)觀察顯示器顯示的數(shù)據(jù)就可以得知血壓情況。嵌入式系統(tǒng)在充放氣時(shí)能夠?qū)κ鎻垑汉褪湛s壓進(jìn)行同步測(cè)量，完善血壓計(jì)的功能。基于ARM處理器的血壓測(cè)量模塊如圖1所示。

圖1 基于ARM處理器的血壓測(cè)量模塊

2.2 在監(jiān)護(hù)儀中應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)

醫(yī)院在進(jìn)行臨床治療時(shí)經(jīng)常需要使用配置綜合參數(shù)的監(jiān)護(hù)設(shè)備。此類(lèi)醫(yī)療設(shè)備可以對(duì)人體多種生物數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和綜合處理，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控患者身體的即時(shí)狀態(tài)。在應(yīng)用嵌入式自控系統(tǒng)后，監(jiān)護(hù)設(shè)備通過(guò)傳感裝置對(duì)所有生物信息進(jìn)行收集匯總，然后在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行放大量化、濾波等數(shù)字化的處理加工，接著處理模塊將對(duì)加工后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析[3]。系統(tǒng)將按照預(yù)設(shè)的正常參數(shù)來(lái)分析其獲得的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)偏離正常值的區(qū)間就會(huì)對(duì)異常進(jìn)行標(biāo)記，并向醫(yī)護(hù)工作者發(fā)出提示或警報(bào)，這樣醫(yī)護(hù)人員就可以在第一時(shí)間采取應(yīng)急處置措施。另外，系統(tǒng)還可以通過(guò)存儲(chǔ)模塊對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，為后續(xù)的診療工作提供參考依據(jù)。基于ARM處理器的心電采集模塊如圖2所示。

圖2 基于ARM處理器的心電采集模塊

3 醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用嵌入式自控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向

嵌入式的智能系統(tǒng)以其便于攜帶、高度智能化、更長(zhǎng)的使用年限和更小的能源消耗等特點(diǎn)成為我國(guó)醫(yī)療設(shè)備行業(yè)主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。另外，隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用，醫(yī)療設(shè)備中的嵌入式智能系統(tǒng)將進(jìn)一步提高其網(wǎng)絡(luò)化程度，使偏遠(yuǎn)地區(qū)或醫(yī)療條件相對(duì)落后的地區(qū)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)獲得遠(yuǎn)程的醫(yī)療服務(wù)，從而促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療水平的整體提高。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，公眾對(duì)于醫(yī)療水平有了更好的要求，因此需要加大在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用嵌入式智能系統(tǒng)的力度，通過(guò)應(yīng)用編程任務(wù)的多元化技術(shù)，對(duì)開(kāi)發(fā)交叉工具進(jìn)行不斷完善和改進(jìn)，縮短設(shè)備系統(tǒng)更新?lián)Q代的時(shí)間[4]。

在對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行新的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí)要注重簡(jiǎn)化操作，應(yīng)充分借鑒目前網(wǎng)絡(luò)智能終端的操作方式，采用觸摸式的操作屏幕，用戶(hù)界面應(yīng)更加流暢直觀，改善人機(jī)體驗(yàn)，這樣才能使設(shè)備的操作控制更加簡(jiǎn)單易行。同時(shí)，人們可以借助多媒體等技術(shù)手段對(duì)嵌入式系統(tǒng)加以改進(jìn)，利用更加人性化的人機(jī)交互方式來(lái)簡(jiǎn)化用戶(hù)的操作。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)、智能化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，促進(jìn)了嵌入式自控系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的推廣和應(yīng)用引入嵌入式系統(tǒng)，不僅能夠全面提高大型醫(yī)療檢測(cè)儀器、便攜式醫(yī)療設(shè)備的性能，豐富并完善其功能，還能夠向偏遠(yuǎn)地區(qū)或醫(yī)療水平欠發(fā)達(dá)的地區(qū)提供遠(yuǎn)程的診療服務(wù)。這樣極大地改善了我國(guó)城鄉(xiāng)居民的醫(yī)療條件，提高了我國(guó)整體的治療服務(wù)水平，促進(jìn)了我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展。