面向便携式医疗监控设备的嵌入式技术及应用
时间：01-13
来源：互联网
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生物传感器接口与总线
所有设计医疗监控设备的设计人员，都选择广泛应用的UART传感器接口，选取CAN这样的成熟总线技术。此外，本土医疗电子制造商往往只有较少的研发人员，这和外国医疗电子制造商动辄上百人的开发团队相比没有优势，所以本土开发人员更应先瞄准能降低成本且能产生效益的设备开发。ZTE-MEDiX系列为设计人员提供了多个UART接口(2"11个，不同型号有异)，基于ZTE-MEDiX的便携式医疗监控设备可以同时支持多个生物传感器。总线方面，ZTE-MEDiX系列提供1"2路CAN总线。此外还提供SPI、 I2C、I2S和GPIO作为生物传感器接口。
举例：脉搏血氧计设计方案中，通过GPIO和负责控制和协调其他电路模块的正常工作，它将采集到的血氧信号经过数据处理，发送到显示屏。ZTE-MEDiX的处理能力、采样率、采样精度、功耗、实时性要求等指标完全达到系统的要求。并且可以提供扩展的RS232接口，与其它设备配合。
数据交换接口
医疗监控设备可产生大量的原始数据。 保存数据与处理趋势、识别变化、提供反馈，支持与较大系统连接的能力，以及执行诊断算法是通常是系统控制器的重要功能。
医疗电子设备数据接口从有线 RS232接口迁移到有线及无线以太网连接、及近距离及较长距离的无线连接。 医院可以利用这些新接口来连接医院内和患者家里所有设备。当病人从医院返回家中时，可通过身上无线传感器远程地与医生联系，该传感器连接到家中安全系统的监控器上。整个系统连入以太网或医疗呼叫中，可在其家中随时私密地接收监控。
这里也可采用无线接口，如蓝牙、GPRS。 也可采用基因无线数创模块的无线解决方案。除了功耗外，数据速率及距离也是选择无线接口的两个重要要素。 ZTE-MEDiX系列医疗用主板，整合有线的RS232数据口，USB接口和以太网接口，无限的GPRS和无线数传接口;为便于数据传输，ZTE-MEDiX还整合了SD卡。
这种情况下，传统医疗监控设备距离的局限完全被打破，而且数据速率得以最大化。 如果监控只用几个传感器，距离比数据速率更重要。 最后，选择方案必须控制系统功耗。
中央处理单元及数据运算效率
医疗设备厂商选择主板方案时会依据两个原则：一是市场的主流方案;二是容易升级替换。 主流的方案和有实力的供应商在持续供应上比较有保障。同时尽可能在设计中采用标准化的，有延续性的产品线。这一原则为日后遇到停产等供应问题时能快速找到替代方案。
ZTE-MEDiX系列产品采用基于ARM的CPU。英国ARM公司是嵌入式RISC处理器的IP(知识产权)供应商，它为ARM架构处理器提供ARM处理器内核(如ARM7T、ARM9T及 ARM10等)。由各半导体公司在上述处理器内核基础上进行再设计，嵌入各种外围和处理部件，形成各种MCU。目前基于ARM内核的芯片在嵌入式 处理器市场上占据75%的份额。ARM作为嵌入式系统的处理器，具有低电压，低功耗和高集成度等特点，并具有开放性和可扩充性。事实上，ARM内核已成为嵌入式系统首选的处理器内核。
ZTE-MEDiX系列目前采用的CPU主频包括200MHz、400MHz、520MHz三种，满足多种便携医疗监控的应用。
适于便携场合应用的可靠性设计
便携医疗设备涵盖的应用范围愈来愈广，产品的可靠性设计必须综合考虑可能的多方面需求。医疗影像设备未来需要高质量的图像，同时，要每秒帧数也在提升，所以要选取高性能器件。 超声设备未来的发展趋势是低功耗、高性能和小型化，所以要考虑器件的集成度。 在ECG(心电)设计中，要注意板级电磁兼容，CMRR(共模抑制比)是重要的指标，它可以提升监护准确度，又可以保护患者。低抖动时钟信号在高速信号处理中非常重要，它可以有效优化SNR(信噪比)。为保证设备就能和其他医疗设备兼容，一定要进行严格的安全测试。
结论
未来会有更多创新的医疗设备出现，各类大型诊疗设备均有希望转向便携和小型化，只要站在机器前，就可以在LCD 显示器前看医生。虚拟的医生在世界上的任何地方，而我们坐在家里、办公室或在休假中都可以看医生或者了解自己的健康状况。就在今天，便携式医疗设备及监控系统可提供随时随地的医疗支持。
医疗电子设备的寿命周期长于消费电子产品，小型的家用医疗电子设备的寿命一般为3-5年。虽然寿命周期较长，但在精度与易用性方面，医疗电子产品比消费电子产品更需要重视设计。
为了帮助医疗设备厂商开发这些创新的产品，ZTE-MEDiX系列不断创新，不断提高性能，整合嵌入式的各项前沿技术，简化二次开发流程。为了获得更大的成功，ZTE-MEDiX系列积极贴近便携式医疗产品的特性和需求，了解各种便携设备体积与功耗预算的局限。它可帮助医疗设备厂商缩短研发周期，压缩设计成本，帮助病人更早地享受新技术的产业化成果，更主动地掌握自己的健康，享受美妙的人生。
所有设计医疗监控设备的设计人员，都选择广泛应用的UART传感器接口，选取CAN这样的成熟总线技术。此外，本土医疗电子制造商往往只有较少的研发人员，这和外国医疗电子制造商动辄上百人的开发团队相比没有优势，所以本土开发人员更应先瞄准能降低成本且能产生效益的设备开发。ZTE-MEDiX系列为设计人员提供了多个UART接口(2"11个，不同型号有异)，基于ZTE-MEDiX的便携式医疗监控设备可以同时支持多个生物传感器。总线方面，ZTE-MEDiX系列提供1"2路CAN总线。此外还提供SPI、 I2C、I2S和GPIO作为生物传感器接口。
举例：脉搏血氧计设计方案中，通过GPIO和负责控制和协调其他电路模块的正常工作，它将采集到的血氧信号经过数据处理，发送到显示屏。ZTE-MEDiX的处理能力、采样率、采样精度、功耗、实时性要求等指标完全达到系统的要求。并且可以提供扩展的RS232接口，与其它设备配合。
数据交换接口
医疗监控设备可产生大量的原始数据。 保存数据与处理趋势、识别变化、提供反馈，支持与较大系统连接的能力，以及执行诊断算法是通常是系统控制器的重要功能。
医疗电子设备数据接口从有线 RS232接口迁移到有线及无线以太网连接、及近距离及较长距离的无线连接。 医院可以利用这些新接口来连接医院内和患者家里所有设备。当病人从医院返回家中时，可通过身上无线传感器远程地与医生联系，该传感器连接到家中安全系统的监控器上。整个系统连入以太网或医疗呼叫中，可在其家中随时私密地接收监控。
这里也可采用无线接口，如蓝牙、GPRS。 也可采用基因无线数创模块的无线解决方案。除了功耗外，数据速率及距离也是选择无线接口的两个重要要素。 ZTE-MEDiX系列医疗用主板，整合有线的RS232数据口，USB接口和以太网接口，无限的GPRS和无线数传接口;为便于数据传输，ZTE-MEDiX还整合了SD卡。
这种情况下，传统医疗监控设备距离的局限完全被打破，而且数据速率得以最大化。 如果监控只用几个传感器，距离比数据速率更重要。 最后，选择方案必须控制系统功耗。
中央处理单元及数据运算效率
医疗设备厂商选择主板方案时会依据两个原则：一是市场的主流方案;二是容易升级替换。 主流的方案和有实力的供应商在持续供应上比较有保障。同时尽可能在设计中采用标准化的，有延续性的产品线。这一原则为日后遇到停产等供应问题时能快速找到替代方案。
ZTE-MEDiX系列产品采用基于ARM的CPU。英国ARM公司是嵌入式RISC处理器的IP(知识产权)供应商，它为ARM架构处理器提供ARM处理器内核(如ARM7T、ARM9T及 ARM10等)。由各半导体公司在上述处理器内核基础上进行再设计，嵌入各种外围和处理部件，形成各种MCU。目前基于ARM内核的芯片在嵌入式 处理器市场上占据75%的份额。ARM作为嵌入式系统的处理器，具有低电压，低功耗和高集成度等特点，并具有开放性和可扩充性。事实上，ARM内核已成为嵌入式系统首选的处理器内核。
ZTE-MEDiX系列目前采用的CPU主频包括200MHz、400MHz、520MHz三种，满足多种便携医疗监控的应用。
适于便携场合应用的可靠性设计
便携医疗设备涵盖的应用范围愈来愈广，产品的可靠性设计必须综合考虑可能的多方面需求。医疗影像设备未来需要高质量的图像，同时，要每秒帧数也在提升，所以要选取高性能器件。 超声设备未来的发展趋势是低功耗、高性能和小型化，所以要考虑器件的集成度。 在ECG(心电)设计中，要注意板级电磁兼容，CMRR(共模抑制比)是重要的指标，它可以提升监护准确度，又可以保护患者。低抖动时钟信号在高速信号处理中非常重要，它可以有效优化SNR(信噪比)。为保证设备就能和其他医疗设备兼容，一定要进行严格的安全测试。
结论
未来会有更多创新的医疗设备出现，各类大型诊疗设备均有希望转向便携和小型化，只要站在机器前，就可以在LCD 显示器前看医生。虚拟的医生在世界上的任何地方，而我们坐在家里、办公室或在休假中都可以看医生或者了解自己的健康状况。就在今天，便携式医疗设备及监控系统可提供随时随地的医疗支持。
医疗电子设备的寿命周期长于消费电子产品，小型的家用医疗电子设备的寿命一般为3-5年。虽然寿命周期较长，但在精度与易用性方面，医疗电子产品比消费电子产品更需要重视设计。
为了帮助医疗设备厂商开发这些创新的产品，ZTE-MEDiX系列不断创新，不断提高性能，整合嵌入式的各项前沿技术，简化二次开发流程。为了获得更大的成功，ZTE-MEDiX系列积极贴近便携式医疗产品的特性和需求，了解各种便携设备体积与功耗预算的局限。它可帮助医疗设备厂商缩短研发周期，压缩设计成本，帮助病人更早地享受新技术的产业化成果，更主动地掌握自己的健康，享受美妙的人生。