【学习课件】第03章数字化医疗仪器人机接口80页

医疗器械人机界面

虽然不当的医械产品设计并不总是和医械产品相关失误联系在一起的。

对用户的研究表明，缺乏足够的培训占此类失误原因的70％到90％。

但是即便这些责任人可能已经被“责罚”了，还是存在其它对病人造成危害的因素，其中之一就是不当的人机界面设计很多失曝都是隐藏在常规的医疗工作和医械产品使用之中，给不知情的医生和病人带来灾难。

医疗器械与用户有直接关系的就是医疗器械的人机界面。

人机界面设汁的优劣关系到医疗器械的可靠和病人的安危。

1、人机界面的含义人与产品的界面，称为“人机界面”。

人机界面介于用户和产品系统之间，是人与产品之间传递、交换信息的媒介。

产品的界面存在于人——物的信息交流中，甚至可以说，只要存在着人物信息交流的一切领域都属于设计界面，它的内涵要素极为广泛，反映着人物之间的关系。

人机界面设计理论的发展有机融合了各相关学科的理论，不断完善自身的基本概念、理论体系以及研究方法，形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。

人机界面学包括计算机技术、心理学、人机工程学、设计艺术学、社会学和人类学等各方面的知识，涉及到计算机、工业设计、新媒体、心理学、社会学和人类学等学科领域。

人机界面包括正在使用、准备使用（比如校队、设定和打开），或者是维护保持（如修理、清洁）时器械的所有与人发生关系的元件。

它既包括控制器械工作的如开关、按键和旋钮等硬件，包括指示灯、显示器、视听警报等其它，也包括一系列的逻辑，它们指导系统如何对用户的指令做出反应，包括怎样、何时，和以怎样的形式把信息反馈给用户。

人机界面的一个重要方面就是何种逻辑的信息显示和控制行为是和用户的能力、期望、最有可能的行为相一致的。

2、医疗器械的人机界面设计2.1 医疗器械的控制／显示装置的安排和设计很多医疗器械都有很大的控制台、一排控制按键和显示装置。

设计师应该考虑用户的能力，快速有效地辨别控制、电源和显示按键；接触并精确设置控制；准确读取显示信息；把控制和相关的显示联系起来。

医疗机器人PPT课件

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• 转运机器人
作用：转运机器人主要用于危病重患者的特殊体检、
挪动、转床、手术和麻醉前后的接送和战场伤病员的后送，避免伤病员的再受伤。
特点：转运机器人在保证患者无痛转移的前提下，
还要求已消毒灭菌，行走灵活，控制简单，安全可靠，自动化程度好，并具有一定的智能型。
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3、研究医疗机器人的意义
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4
2、医疗机器人的分类作用
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机器人在应用上有两个突出的特点：
1）：它能够代替人类工作，代替
人进行简单的重复劳动，代替人在脏乱环境和危险环境下工作，或者代替人进行劳动强度极大的工种作业
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2)：是扩展人类的能力，它可以做人很难进行的高细微精密的作业，以及超高速作业等。
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毒灭菌为前提，安全可靠无辐
射如这个，采血机器人 10 退出
2）以为以人作为作业对象，性能必须满足对情况变化的适应性，以及机器人自身作业必须具有
柔性
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3）医疗机器人自身应该具有扩展功能的接口，如其与其他医疗及其任何医疗器械的预留通用接口，包括信息通讯接口，人际交流接口，临床辅助器材接口等。
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基于上述特点，医疗机器人可以进一步细分为：
• 手术机器人 • 康复机器人 • 护理机器人 • 救援机器人 • 转运机器人
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• 手术机器人
特点及作用：
自身选位准确，动作精细，避免病人感染，手术机器人可以有效地防止医生手术时手部的抖动带来的危险，减少了手术者的疲劳，增加了精细操作的能力，从而提高了手术的安全性，并且实现远程会诊和医疗。

电子医疗仪器人机接口

本节介绍两种键盘接口电路及控制软件。一种是采用编程扫描工作方式的行扫描法来识别键值，另一种是采用中断工作方式的线路反转法来识别键值。
医学ppt
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（一）行扫描法
步骤: 1.判是否有键按下(没有键按下，读入值为FFH )。
2.若有键按下,消除键抖动(延时10ms ),再判是否有键按下。
3.若确定有键按下,则求出按下键的键值。
医学ppt
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读键
读键
延时去抖
延时去抖
执行
执行
等键释放
延时
（a）
（b）
图4 键连击现象的医克学p服pt 及合理运用
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二、独立式键盘接口方法
1.查询方式图5 硬件接口; 图6 软件流程图
8031
P1.0 P1.1 P1.2
+5V
R R R R=10k
S0
S1
S2
医学ppt图5
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医学ppt
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人机接口技术是数字化医疗仪器设计的关键技
术之一。
医学ppt
2
数字化医疗仪器主要人机接口
• 键盘接口 • LED显示及接口 • CRT显示及接口 • LCD数码显示技术 • 打印机接口
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3
第一节键盘接口
键盘与微机的接口包括硬件和软件二部分。
硬件：是指键盘的组织，即键盘结构及与主机的连接方式。
并执行之。
医学ppt
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一、键盘输入基础知识
（一）键盘的组织
1. 编码式键盘
键和专用键盘编码器构成. 有键按下,自动生成键值。例如: MM5740AA芯片; INTEL 8279等。
2. 非编码式键盘
不含编码器,键盘只送出一个简单的闭合信号,对应的键值需有软件来译出。

第三章智能仪器人机接口80739资料

当采用矩阵式键盘时，为了编程方便，应将矩阵键盘中的每一个按键按一定的顺序编号，这种按顺序排列的编号叫顺序码，也称键值。
为了求得矩阵式键盘中被按下键的键值，常用的方法有行扫描法和线路反转法。线路反转法识别键值的速度较快，但必须借助于可编程的通用接口芯片。
本节介绍两种键盘接口电路及控制软件，一种是采用编程扫描工作方式的行扫描法来识别键值，另一种是采用中断工作方式的线路反转法来识别键值。
求键值时要设置行值寄存器和列值寄存器。每扫完一行，若无键按下，则行值寄存器加上08H；若有键按下，行值寄存器保持原值，转而求相应的列值。求列值的方法是，将列值右移，每移位一次列值寄存器加1，直至移出位为低电平为止。最后将行值和列值相加即得键值。若需要十进制键值，可进行DAA修正。
(4) 为保证按键每闭合一次CPU只做一次处理，程序需等闭合的键释放后再对其做处理
连击现象可用图(a)所示流程图的软件方法来解决，
把连击现象加以合理利用，有时会给操作者带来方便。例如在某些简易仪器没安排0～9 数字按键，而合理利用连击现象，只设置一只调整按键，采用加1（或减1 ）的方法来调整有关参数。具体实现软件流程图如图(b)所示，
五、
电子仪器需要用到无锁键、自锁键、互锁键等按键类型
矩阵式键盘结构的特点是把检测线分成两组，一组为行线，另一组为列线，按键放在行线和列线的交叉点上。m×n矩阵键盘与主机连接只需要m+n条线，显然，当需要的按键数目大于8 时，一般都采用矩阵式键盘。
交互式键盘结构的特点是，任意两检测线之间均可以放置一个按键。很显然，交互式键盘结构所占用的检测线比矩阵式还要少，但是这种键盘所使用的检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线。
(1) 判是否有键按下。使端口 C所有的行输出均为低电平，然后从端口A读入列值。如果没有键按下，读入值应为FFH，如果有键按下，则不为FFH。

第三章数字化医疗仪器人机介面课件

(1) 硬件电路消除法
R S
＋5V
R R=5K
输出
&
&
(2) 软件延时法
当判定按键按下时,用软件延时10ms~20ms,等待键稳定后重新再判一次,以躲过触点抖动期。
四. 键连击的处理图 3-4
当我们按下某键时，对应的功能便会通过键盘分析程序得以执行。如果在操作者释放键之前，对应的功能得以多次执行，如同操作者在连续不断操作该键一样，这种现象就称为连击。
概述
数字化医疗仪器要有人机对话功能，即人与机器交换信息的功能。
两方面的含义
一是人对数字化医疗仪器进行状态干预和数据输入；二是数字化医疗仪器向人报告运行状态与处理结果。
实现人机对话的部件有键盘、显示器和打印机等，这些部件同医疗仪器主体电路的连接是由人机接口电路来完成的。
人机接口技术是数字化医疗仪器设计的关键技术之一。
优点: 键盘规模可扩大。 X3 缺点: 键盘分析程序较复杂。
Y0
Y1
Y2 Y3
+5V R R R R
R=5K
二. 键盘的工作方式数字化医疗仪器中CPU对键盘进行扫描时，要兼顾两方面的问题：
一是要及时，以保证对用户的每一次按键都能作出响应；二是扫描不能占用过多的时间，CPU还有大量的其他任务要去处理，因此，要根据智能仪器中的CPU忙、闲情况，选择适当的键盘工作方式。
数字化医疗仪器
第三章数字化医疗仪器人机接口
第三章数字化医疗仪器人机接口学习要点
❖ 一、能力培养要点 ❖ 1、键盘与微机接口的结构与调试能力。 ❖ 2、LED显示及接口电路的结构与调试能力。 ❖ 3、打印机接口的构成与调试能力。
本章主要内容

医疗器械知识培训ppt课件精品模板分享(带动画)

价风险
医疗器械风险控制措施：预防、降低和消除风险的措施
医疗器械安全监管法规和政策医疗器械注册与备案管理医疗器械生产与经营监管医疗器械使用与不良事件监测
Part Six
医疗器械使用前检查：确保设备正常工作，避免使用故障设备
日常维护：定期清洁、润滑、紧固等，保持设备良好状态
诊断试剂等
医疗器械的质量和使用直接关系到患者的生命安全和健康，因此必须严格遵守相关
法规和标准
医疗器械的定义和范围
医疗器械的分类和特点
医疗器械的监管和法规
医疗器械的使用和注意事项
行业规模：全球医疗器械市场规模持续增长，中国市场占比逐年提高行业结构：高值耗材、低值耗材、设备类产品三分天下，创新产品不断涌现行业趋势：数字化、智能化、个性化医疗器械成为未来发展方向行业竞争：国内企业数量众多，但高端产品仍依赖进口，国际竞争力有待提高
05 接受监督和自律：医疗器械从业者必须接受政府监
管部门的监督和管理，同时加强行业自律，推动医疗器械行业的健康发展。
02 尊重患者权益：医疗器械从业者必须尊重患者的知
情权、隐私权和自主权，确保患者获得充分、准确的信息和医疗关怀。
疗器械
注意安全事项：在使用医疗器械前，应仔细阅读说明书，并注意安全事
项
定期检查和维护：定期检查医疗器械的使用情况，及时进行维护和保
养
Part Four
定义：用于监测和记录病人生命体征的设备
类型：多功能监护仪、便携式监护仪等
功能：监测心率、血压、呼吸、体温等生理参数
应用：医院、诊所、家庭等医疗场所

医疗机器人课件_【PPT课件】

Artificial Intelligence and Robotics
山东大学创新教育通识核心课程
人工智能与机器人
山东大学
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Artificial Intelligence and Robotics
第十一章医疗机器人
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Artificial Intelligence and Robotics
第十一章医疗机器人
的危险，
➢
减少手术疲劳，提高安全性，
➢
易实现远程治疗和会诊。
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11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 2、康复机器人
➢ 概念：
➢
康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支,康复医学、
生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科
学以及机器人学等诸多领域,已经成为了国际机器人领域的一
个研究热点。
➢ 康复的含义是在受创伤或得病后恢复患者肢体或器官的正常的形状或功能。康复工程就是致力于为患者提供此类辅助装置。把先进的机器人技术引入到康复工程中的康复机器人,体现了康复医学和机器人技术的完美结合。
Computer Motion公司研制，实质上是一种声控腹腔镜自
动“扶镜手”。
➢ 能进行微创手术的“扶镜手”系统是第一个获得FDA 许可的产品，允许临床使用。它的速度控制直到现在仍然是最直观的操作概念。
➢
医疗机器人的概念是从1996年确立的，早期大多数
流行的医疗机器人都是美国研究生产的。
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11.2 医疗机器人技术的发展
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11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 3、它是在计算机层面扫描图像或核磁共振图像基础
上构成的三维医疗模型，用于医疗外科手术规划和虚拟操作，以期最终实现多传感器机器人的辅助手术定位和操作。 ➢ 4、医用机器人和计算机辅助定位导航系统。可以满足胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定在临床应用中骨折复位和远端锁钉置入，减少了术中X射线透视时间，远程遥控操作可靠方便，系统结构简单，易于掌握。

《数字化医疗仪器》授课教案

X诊治器械高等专科学校教案2022 ～2022 学年第1学期系(部、中心) 医用电子信息系教研室(研究所) 医用电子仪器课程名称数字化诊治仪器授课专业医用电子仪器主讲教师乐建威职称职务教授使用教材《数字化诊治仪器》〔X科普出版社〕X诊治器械高等专科学校教务处制二○○三年十二月数字化诊治仪器课程教案填表说明：1. 每项页面大小可自行添减；2. 教学内容与商量、思考题、作业局部可合二为一。

数字化诊治仪器课程教案填表说明：1. 每项页面大小可自行添减；2. 教学内容与商量、思考题、作业局部可合二为一。

第三篇微机化医学仪器的人-机接口

3、交互式键盘接口电路及编程方法交互式键盘是最节省检测线的一种键盘结构，但是这种键盘要求检测线必须是具有位控功能的双向I/O 端口线。交互式键盘按键的识别类似于矩阵键盘分析所采用的逐行扫描的方法，但只能采用查询方式，不能采用中断方式。下面仍以图3－1（c）给出28键的交互式键盘接口电路为例来说明其按键的识别方法。为了编程方便，对键盘中的按键进行了编码，每一个按键安排了一个2位数的扫描码，其第一位数代表该键所位于的列线号，第二位数代表该键所位于的行线号。
第三章微机化医学仪器的人机接口
医学技术与工程学院张晓兰
3.1 键盘与接口
键盘与微处理器的接口包括硬件与软件两部分。硬件是指键盘的组织，即键盘结构及其与主机的连接方式。键盘的接口必须解决下列的一些问题：（1）决定是否有键按下；（2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；（3）确定被按键的读数；（4）反弹跳—按键抖动的消除。（5）处理同时按键，即同时有一个以上的按键。
交互式键盘
特点
任意两检测线之间均可以放置一个按键交互式键盘结构所占用的检测线比矩阵式还要少，但是这种键盘所使用的检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线。图3－1 （c）给出了一个典型的交互式键盘接口电路，该电路使用了MCS-51单片机的 P1.0～P1.78条I/O端口线，可放置的按键数多达28个。
2）线路反转法
第一步，先从P1的高四位输出“0”电平，从P1的低四位读取键盘的状态，若图中某键（设F键）被按下，此时从P1 的低四位输入的代码为1110，显然其中的“0”对应着被按键所代表的列。但只找到列的位置还不能识别键位，还必须找到它所在的行。第二步进行线路反转，即从P1的低四位输出“0”电平，从P1高四位读出键盘的状态，此时从P1高四位输出的结果应为0111，显然，其中的“0”对应着被按下键所代表的行位置。再将两次读入的数据合成一个代码01 111110，此代码完全确定被按键的位置。

智能仪器综合训练课件03人机接口模块

点接触过程中可能出现抖动，只要适当选取 R1，R2 和C值，即可保证电容C两端的充电电压波动不超过非门的开启电压（TTL为 0.8V），非门的输出将维持高电平。同理，当触点K断开时，由于电容C经过电阻R2 放电，C两端的放电电压波动不会超过门的关
闭电压，因此，门的输出也不会改变。总之，只要R1，R2和C的时间常数选取得当，确保电容C由稳态电压充电到开启电压，或放电到关闭电压的延迟时间等于或大于10 ms，该电路就能消除抖动的影响。
智能仪表综合训练
第三部分人机接口模块
3. 按键防抖动技术
多数键盘的按键均采用机械弹性开关。一个电信号通过机械触点的断开、闭合过程，完成高、低电平的切换。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。其波形如图所示。抖动过程的长短由按键的机械特性决定，一般为10～20 ms。
一、键盘接口模块
编码键盘和非编码键盘
编码键盘：自动识别按下的键并产生相应代码，以并行或串行方
式发送给CPU；它使用方便，接口简单，响应速度快，但需要专用的硬件电路。
智能仪表综合训练
第三部分人机接口模块
非编码键盘
通过软件来确定按键并计算键值。这种方法虽然没有编码键盘速度快，但它不需要专用的硬件支持，因此得到了广泛的应用。
例如在某些简易仪器中．因设汁的按键很少，没有安排0～9数字按键．这时R 能设置一只调整按键，采用加回（或减1）的方法来调整有关参数，但当调整量比较大时就需要按多次按键，使操作很不方便．如果这时允许凋整按键存在连击现象，我们只要按往调整键不放．参数就会不停地加1（或减 1），这就给操作者带来根大方便．具体实现软件流程图如图所示，程序中加入的延时环节是为了控制连击的速度。例如．延时取250rns。则连击速度为4次／s。

成都信工医学仪器原理与设计课件04数字化医学仪器设备基础

第三节医学仪器的结构和工作方式•医用电子仪器是指检测人体各种生理参数医用电子仪器是指检测人体各种生理参数,,并对其进行处理,,然后提供医生对病人的疾并对其进行处理病进行诊断治疗的仪器病进行诊断治疗的仪器;;频率低,,•人体的各种生理参数具有幅度低人体的各种生理参数具有幅度低,,频率低;存在较强噪声背景等特点存在较强噪声背景等特点;•本节主要介绍医用电子仪器一般的原理结构和工作方式构和工作方式..一、医学仪器的基本结构•处理信号从人体检测出来到最终以一种可视化的方式表示出来供医生诊断治疗•医学仪器主要由信号检测系统,信息处理(分析)系统,信息记录与显示系统及辅助系统等部分组成.•信号采集—主要由传感器来完成•传感器是医用电子仪器系统的第一个环节•信号预处理—由于人体信号幅度和频率都较低,易受空间电磁波以及人体其他生理信号的干扰,因此在对其进行变换,分析前,进行预处理,以确保测量结果的准确性.•信号处理—系统最核心的部分系统最核心的部分,,一般通变换器将放大后的信号送入计算A/D变换器将放大后的信号送入计算过A/D分析,,诊包括信号的运算,,分析机进行处理机进行处理,,包括信号的运算断,存储存储..•数据处理—对仪器相关的数据进行分析处理记录//显示•记录•反馈控制—主要指协调仪器各部分的正常工作;;常工作一般用于诱发信号的测量,,•刺激刺激//激励—一般用于诱发信号的测量在临床疾病的诊断治疗中非常重要在临床疾病的诊断治疗中非常重要;;二、医学仪器的工作方式根据检测和处理生物信息的方法不同,可分为:•直接或间接方式•适时的或延时的•间断的或连续的•模拟的或数字的第四节医学仪器的特性与分类•医学仪器的主要技术特性•医学仪器的特殊性•典型的医学参数•医学仪器的分类第三章生物医学常用放大器利用电子技术，可以把除了生物电以外利用电子技术，可以把除了生物电以外的各种生理参数借助医用传感器变成易控制的电信号，进行放大、信号加工、制的电信号，进行放大、信号加工、A/D A/D 转换、显示和记录。