基于Blackfin DSP的哮喘管理設備

位于以色列海法市的KarmelSonix公司推出了用于哮喘管理的醫療設備Wholter和Wheezometer，為全球超過(guò)3億名哮喘患者帶來(lái)能夠更輕松呼吸的福音。哮喘評估可用于確定復雜多變的肺部活動(dòng)情況，必須及時(shí)并且十分準確，以便確?；颊叩玫竭m當的醫療處理。在過(guò)去，只有肺活量?jì)x才能提供這種程度的可靠性，但由于這些設備放在醫院或醫生辦公室中，在家中或送往醫院途中的哮喘患者可能因不能及時(shí)進(jìn)行檢測而陷入危險境地。

為使這種關(guān)鍵的患者監護手段從醫院走入家庭，KarmelSonix公司選擇了ADI公司的高性能Blackfin數字信號處理器(DSP)和ADI公司的其它精密信號處理元器件，確保哮喘患者可以對提示哮喘發(fā)作且動(dòng)態(tài)變化的關(guān)鍵指標“喘息率”進(jìn)行準確、可靠的評估。哮喘患者可使用這些設備進(jìn)行早期的自我癥狀評估以便為正確的用藥提供依據。KarmelSonix公司指出，ADI公司在醫療保健技術(shù)方面已確立領(lǐng)先的地位并積累了信號處理方面的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，在產(chǎn)品設計階段可以從“整個(gè)信號鏈”的角度進(jìn)行考慮。正是Blackfin處理器的復雜計算處理能力、集成的RISC控制運算功能、低功耗需求、小尺寸以及緊密集成的外圍設備等諸多設計優(yōu)勢使得該公司成為這一技術(shù)領(lǐng)域的先鋒。

Wheezometer和Wholter均可看成是“無(wú)創(chuàng )性聲學(xué)技術(shù)”，能對不同程度哮喘患者提供監測和數據記錄以協(xié)助醫生進(jìn)行診斷。這兩種產(chǎn)品均依靠ADI公司的Blackfin數字信號處理器和其它高性能元器件進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的聲音信號采集，并使用專(zhuān)有的肺部傳感器和先進(jìn)的信號處理技術(shù)來(lái)記錄聲音標志。 這兩款產(chǎn)品中的Blackfin處理器采用KarmelSonix公司的專(zhuān)有算法對從附著(zhù)在患者身上的傳感器獲得的數據進(jìn)行分析，并將數據的頻譜顯示在一個(gè)便于觀(guān)看圖形的顯示屏上。

高性能的移動(dòng)性

基于Blackfin BF525的Wheezometer是一種手持式自我評估設備，它從附著(zhù)在患者身體上的傳感器采集數據然后進(jìn)行存儲和處理，并向患者顯示“喘息率”水平。Wheezometer設計小組選擇了ADI公司的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足該設備的移動(dòng)性指標：在 250MHz時(shí)功耗低至0.26mW/MHz、小體積，更為重要的是，能夠提供完整且具有價(jià)格競爭力的終端產(chǎn)品解決方案。

然而，移動(dòng)能力只是設計目標的一部分，醫療技術(shù)推動(dòng)性能標準日益提高，這些設備必須達到嚴格的醫療器械精度水平。Blackfin處理器高達600MHz的魯棒性能、集成的單芯片DSP和控制功能以及廣泛的外設集，提供了醫用級別的性能水平。此外，為使產(chǎn)品保持小體積和優(yōu)化配置，用于處理大批量數據的各種固件已被植入到BF525的64k SRAM中。

在設計上，KarmelSonix 利用BF525的接口（包括SPI、SPORT、USB和串行端口）使Wheezometer設備具有豐富的特性和廣泛的外設連接能力，另外，為了增強信號鏈的有效性，該產(chǎn)品還使用ADI公司的AD8608低噪聲四路軌到軌I/O運算放大器和ADM708電壓監控電路。在Wholter中，除了ADI公司的電壓監控和放大器元件之外，還使用了ADI公司的AD7656六通道同步采樣雙極16位ADC。

連續的實(shí)時(shí)數據采集和信號處理

基于Blackfin BF524處理器的Wholter是一款24小時(shí)隨身監測設備，可在較長(cháng)時(shí)段內監測哮喘情況。Wholter可連續記錄兩個(gè)PPG (肺部聲學(xué))傳感器提供的呼吸和心率信息，然后以數字方式把這些數據存儲在閃存上，記錄時(shí)長(cháng)為24小時(shí)。記錄周期過(guò)后，經(jīng)過(guò)處理的數據會(huì )上傳到醫生的診斷系統。對于無(wú)法配合傳統呼吸測試的患者(如嬰兒和老年人)，Blackfin處理器能夠快速準確地讀取基于傳感器的信息，這一點(diǎn)對臨床診斷而言特別重要。

借助一體化的開(kāi)發(fā)環(huán)境縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

與所有創(chuàng )新一樣，上市時(shí)間是產(chǎn)品成功的一個(gè)重要因素。一旦選擇將處理能力、控制功能和I/O連接集成在一起的Blackfin處理器，開(kāi)發(fā)者就擁有極大的靈活性來(lái)設計和實(shí)現其產(chǎn)品。而ADI公司的VisualDSP + +?集成開(kāi)發(fā)環(huán)境幫助KarmelSonix公司加快了開(kāi)發(fā)速度。ADI公司的評估板允許在硬件投入生產(chǎn)時(shí)并行地進(jìn)行軟件代碼開(kāi)發(fā)，使KarmelSonix公司極大地優(yōu)化了內部資源。另外，現成的ADI庫加快了軟件測試的速度，而且，這些庫具有足夠的靈活性，可包含在最終設計中。

KarmelSonix仍在繼續致力于開(kāi)發(fā)肺部和呼吸道領(lǐng)域的創(chuàng )新且便利的技術(shù)，目前，有4個(gè)以ADI公司技術(shù)為核心的醫療儀器開(kāi)發(fā)項目正在進(jìn)行中。他們將設計成功歸功于Blackfin處理器的性能、連接能力、ADI公司的其它集成信號處理元器件以及一體化開(kāi)發(fā)環(huán)境，該環(huán)境可顯著(zhù)減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和工作量。

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