淺析嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用

郝文延

（長治醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，長治 046000）

日常醫(yī)療工作經(jīng)常需要使用各種醫(yī)療設(shè)備，以輔助診療活動的順利開展。隨著我國科技水平的提高，醫(yī)療設(shè)備開始逐步應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)。通過實(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化信息控制系統(tǒng)，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理時效率更高，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)一步滿足診療過程中對醫(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)，同時消耗的能源更少，因此可以在更長的時間內(nèi)穩(wěn)定地發(fā)揮作用。另外，其還具有較好的實(shí)時性，而且更加高效。目前，它已經(jīng)成為我國醫(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)主要集中在兩個方面，一方面是在便攜式的血壓計、脈搏檢測以及血糖測量等醫(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，我國發(fā)生高血壓或者低血壓類疾病的人口數(shù)量急劇增加，成為影響人們健康情況的主要疾病[1]。因此，便攜式的血壓測量儀器設(shè)備的需求不斷增加。

隨著嵌入式自控系統(tǒng)的引入，血壓測量設(shè)備不斷向小型化方向發(fā)展，其操作更加簡捷，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，應(yīng)用嵌入式的自控系統(tǒng)后，設(shè)計制作更加精細(xì)化，其測量結(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)的控制模塊對血壓計進(jìn)行控制，緩慢將空氣放出，同時傳感器對血壓值進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果傳到控制器。控制器在收到數(shù)據(jù)后通過其數(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)在充放氣時能夠?qū)κ鎻垑汉褪湛s壓進(jìn)行同步測量，完善血壓計的功能。基于ARM處理器的血壓測量模塊如圖1所示。

圖1 基于ARM處理器的血壓測量模塊

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

醫(yī)院在進(jìn)行臨床治療時經(jīng)常需要使用配置綜合參數(shù)的監(jiān)護(hù)設(shè)備。此類醫(yī)療設(shè)備可以對人體多種生物數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和綜合處理，從而實(shí)時監(jiān)控患者身體的即時狀態(tài)。在應(yīng)用嵌入式自控系統(tǒng)后，監(jiān)護(hù)設(shè)備通過傳感裝置對所有生物信息進(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)來分析其獲得的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)偏離正常值的區(qū)間就會對異常進(jìn)行標(biāo)記，并向醫(yī)護(hù)工作者發(fā)出提示或警報，這樣醫(yī)護(hù)人員就可以在第一時間采取應(yīng)急處置措施。另外，系統(tǒng)還可以通過存儲模塊對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，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、更長的使用年限和更小的能源消耗等特點(diǎn)成為我國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)主要的發(fā)展趨勢之一。另外，隨著我國網(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)療條件相對落后的地區(qū)能夠通過網(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)我國醫(yī)療水平的整體提高。

隨著社會的進(jìn)步，公眾對于醫(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，通過應(yīng)用編程任務(wù)的多元化技術(shù)，對開發(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代的時間[4]。

在對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行新的設(shè)計和開發(fā)時要注重簡化操作，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單易行。同時，人們可以借助多媒體等技術(shù)手段對嵌入式系統(tǒng)加以改進(jìn)，利用更加人性化的人機(jī)交互方式來簡化用戶的操作。

4 結(jié)語

隨著信息化時代的到來，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城鄉(xiāng)居民的醫(yī)療條件，提高了我國整體的治療服務(wù)水平，促進(jìn)了我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展，同時推動了醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展。