嵌入式系统在医疗设备中的应用

嵌入式系统在医疗设备中的应用

嵌入式系统历史及发展趋势

嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各种具体应用相结合的产物，是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的新型集成知识系统。

嵌入式系统是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品，反映当代最新技术的先进水平。嵌入式系统是当今非常热门的研究领域，在PC市场已趋于稳定的今天，嵌入式系统市场的发展速度却正在加快。由于嵌入式系统所依托的软硬件技术得到了快速发展，因此嵌入式系统自身获得了快速发展。根据美国嵌入式系统专业杂志RTC报道，在21世纪初的10年中，全球嵌入式系统市场需求量具有比PC市场大10～100倍的商机。

嵌入式系统在医疗仪器中的最新发展趋势

进入2008年，越来越多的利好消息出现在医疗仪器设备领域。近期，德国、澳大利亚都分别明确表示要在儿童医疗和全民医疗领域加大投入。而我国和墨西哥这样的发展中人口大国也将在2008年继续其备受世人瞩目的医疗改革。这些政府级别的投入将增加全社会对医疗仪器设备的需求。随着生活水平的不断提高，人们对于自身健康的关注也提升到一个前所未有的高度。今天，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。

嵌入式系统在医疗仪器设备中的应用

由于医疗仪器设备固有的自身特点和以上提到的最新发展趋势的要求，用于医疗仪器设备的技术和系统也应该与这些特点和要求相适应。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。

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。

在医疗仪器的设计方面，有三个设计策略非常重要：一是采用模块化设计方法，采用这种方法可以在基本的平台上设计出不同型号的产品；二是背板设计方法，每个大系统一般都会有背板，上面可以插很多不同的板，它可以使系统的速度很快；三是便携产品。由于嵌入式系统具有的特点，上述医疗仪器设计策略都可以采用嵌入式系统实现。

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。

嵌入式系统在医疗仪器领域的应用前景

随着信息技术的发展，数字化产品空前繁荣。嵌入式软件已经成为数字化产品设计创新和软件增值的关键因素，是未来市场竞争力的重要体现。从医疗仪器领域来看，除了新的传感检测技术不断运用推广之外，对所采集信息的分析、存储和显示也提出了更高的目标。这就要求现代的医疗仪器具备更强大的计算和存储能力以及更稳定可靠的性能。另外，医疗仪器作为一个特殊的行业，又要求设备能够达到更高级别的环保要求。如何进一步地智能化、专业化、小型化，同时做到低功耗、零污染，将会是一个无止境的追求过程，这为嵌入式系统在医疗仪器中的应用提供了更广阔的天地和更高的要求。

我国目前有19.2万家医疗卫生机构，拥有的医疗仪器设备中有15%是上世纪70年代前后的产品，需要更新换代，这将会推动未来几年甚至更长一段时间我国医疗仪器设备需求增长。2007是医疗体制改革启动之年，政府加大了公共卫生基础设施的投入，给医疗仪器带来较大的发展空间。根据“十一五”规划，2007年“新农村合作医疗”试点覆盖面将逐步扩大，2008年在全国基本推行，2010年实现基本覆盖农村居民的目标，这对于我国医疗仪器将是重大利好。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] 代永陆，唐晓英，刘伟峰.基于嵌入式的多参数健康监护系统.电子应用技术，2006；（9）.

[2] 张海涛.嵌入式系统的设计及应用.北京：科学出版社，2007.

[3] 孙天泽.机遇与竞争并存—2007年的嵌入式市场.程序员，2008；（2）.