基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字化醫(yī)療助理設(shè)備研究

摘要：在醫(yī)院中的醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)中，目前基于嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)方案得到了廣泛的應(yīng)用。目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)嵌入式微處理器的相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)也得到飛速發(fā)展，然而具有智能平臺和網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備是目前發(fā)展的重點(diǎn)。為了能夠開發(fā)和生產(chǎn)數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備，對免費(fèi)嵌入式系統(tǒng)的Linux特性進(jìn)行研究和分析。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；醫(yī)療設(shè)備；數(shù)字化；研究

目前，社會經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展，醫(yī)院原有的醫(yī)療服務(wù)已開始轉(zhuǎn)變服務(wù)模式，從以往的臨床救治模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵呵熬戎魏图本纫约翱祻?fù)等模式發(fā)展[1]。這樣能夠有效地降低患者的醫(yī)療費(fèi)用，同時(shí)還能夠保障患者的身體健康和生活質(zhì)量[2]。此時(shí)，對醫(yī)療設(shè)備的要求也在不斷提高，從以往的單純診斷和治療等到目前的診斷和治療以及康復(fù)等方向發(fā)展。這就需要我們的醫(yī)療設(shè)備不斷更新和進(jìn)步，同時(shí)也需要走向數(shù)字化和圖像化方向。嵌入式技術(shù)有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，目前，其在消費(fèi)電子和醫(yī)療設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。并且越來越多的醫(yī)療設(shè)備都應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)，其能夠?qū)x器進(jìn)行有效的選擇和控制，進(jìn)而使得診斷率和準(zhǔn)確性等得到提高。

1嵌入式系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)

對于嵌入式系統(tǒng)來說，其主要是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，其的軟硬件都能夠進(jìn)行剪裁，其在功能和可靠性以及成本、功耗等有嚴(yán)格藥物的計(jì)算機(jī)上使用。此外，其還是一個(gè)資金密集和不可壟斷以及技術(shù)密集等集成的系統(tǒng)。其主要是強(qiáng)調(diào)面向產(chǎn)品和應(yīng)用以及用戶，其有很強(qiáng)的專用性。同時(shí)其還需要與實(shí)際的系統(tǒng)需求情況進(jìn)行結(jié)合來進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉簟?/p>

對于一些簡單的醫(yī)療設(shè)備，就算沒有操作系統(tǒng)所支持的嵌入式系統(tǒng)，其也能夠滿足使用要求[3]。但是隨著醫(yī)療設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的使用功能也越來越復(fù)雜，在以往簡單的控制程序中加入了很多操作系統(tǒng)提供的功能。比如進(jìn)行設(shè)備管理和進(jìn)程管理以及內(nèi)存管理等。目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在十分常見的事情[4]。如果還是在循環(huán)控制的嵌入式系統(tǒng)中添加相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，則會使得程度的復(fù)雜度出現(xiàn)指數(shù)式的增加，最終會使得相關(guān)的應(yīng)用軟件變得更加復(fù)雜，同時(shí)系統(tǒng)的開發(fā)難度也會增加，難以保證其的安全性和可靠性。但是，我們在系統(tǒng)開發(fā)中將操作系統(tǒng)支持引入，則可以使得開發(fā)者將所有的精力集中在此應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)而保障其的安全性以及可靠性。

2嵌入式Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)勢

嵌入式Linux則主要是根據(jù)嵌入式的目標(biāo)系統(tǒng)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，其主要是利用自由軟件Linux進(jìn)行開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)。其主要是由一個(gè)體積非常小的內(nèi)核和一些能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行裁剪的系統(tǒng)模塊組成。使用Linux來作為嵌入式操作系統(tǒng)，不管是在商業(yè)上還是技術(shù)上都是有一定的道理。

從技術(shù)層面上看，Linux存在非常多的現(xiàn)實(shí)和量化的優(yōu)勢。比如其具有很好的硬件支持性以及卓越的性能以及良好的可伸縮性，此外還具有很高的可靠性以及標(biāo)準(zhǔn)的API和開放的系統(tǒng)。其能夠與很多的第三方軟硬件進(jìn)行有效地溝通。從成本方面來看，其不需要交納版稅，具有免費(fèi)或者廉價(jià)的軟件組件，能夠進(jìn)行免費(fèi)開發(fā)和自由進(jìn)行修改的源代碼，這樣能夠有效地降低產(chǎn)品的成本，進(jìn)而提高產(chǎn)品的競爭力。在數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備中基于嵌入式系統(tǒng)軟件，其不僅能夠符合嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)選擇原則，同時(shí)還具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，具有為以下幾點(diǎn)：開放內(nèi)核源代碼、可移植性強(qiáng)、廣泛支持多種硬件體系結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持、成熟的圖形系統(tǒng)支持。

Linux在嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，這與其自身所擁有的優(yōu)越性是分不開的。但是Linux最初并不是因嵌入系統(tǒng)而專門進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以在最初進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，其不能滿足所有的嵌入式系統(tǒng)。比如內(nèi)核太大和實(shí)時(shí)性不強(qiáng)等。但是，由于目前硬件也得到了飛速的發(fā)展，內(nèi)存的成本也出現(xiàn)急劇下降，系統(tǒng)的容量也得到了快速擴(kuò)大，所以其的問題則主要是表現(xiàn)為實(shí)時(shí)性。對于數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備來說，并不是所有的設(shè)備都有實(shí)時(shí)性能的要求，但是在一些特定的場合，比如對重癥患者進(jìn)行心電監(jiān)護(hù)，則需要系統(tǒng)能夠?qū)σ恍┊惓Ｇ闆r作出及時(shí)的反應(yīng)，因此對其的實(shí)時(shí)性要求比較高。

3討論

近年來，國內(nèi)數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備市場迅速發(fā)展，但是我們國家生產(chǎn)數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的高技術(shù)企業(yè)并不多，大多還是依靠國外公司或者中外合資工作進(jìn)行生產(chǎn)。嵌入式系統(tǒng)則主要是面向用戶和應(yīng)用以及產(chǎn)品，其在技術(shù)領(lǐng)域不具有壟斷性，我們可以利用其進(jìn)行自主開發(fā)一些數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備。但是對于嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺都是一些商業(yè)產(chǎn)品，因此，我們在使用該系統(tǒng)和產(chǎn)品時(shí)需要交納一定的費(fèi)用。為了能夠使得成本降低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品自主全，我們選擇一些免費(fèi)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]程亮.淺析嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011，01：249.

[2]王國棟，李成龍.淺析嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，2012，07：155.

[3]QNX為醫(yī)療設(shè)備開發(fā)人員推出符合IEC 62304標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 新增產(chǎn)品服務(wù)為醫(yī)療客戶開發(fā)須獲監(jiān)管批準(zhǔn)設(shè)備省時(shí)省力[J].中國醫(yī)療器械信息，2012，05：71.

[4]秦剛.嵌入式技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用研究[J].信息通信，2012，03：92-94.

編輯/申磊