醫療電子設備革新：用戶(hù)定制、高性能、低功耗

醫療應用嵌入式系統開(kāi)發(fā)人員正利用新型處理器和新技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)對用戶(hù)定制標準平臺、高速性能、更快的裝配時(shí)間、安靜地運行和節省空間的需求。

隨著(zhù)醫療成本不斷上升，以及快速進(jìn)行醫療診斷的需求，嵌入式醫療應用系統開(kāi)發(fā)人員正在著(zhù)手解決一系列問(wèn)題——從基于標準平臺的用戶(hù)定制到高速性能，以及從縮短裝配時(shí)間到節省空間。

盡管來(lái)自英特爾（www.intel.com）等公司的嵌入式處理器是一個(gè)產(chǎn)品的靈魂和心臟，但以其為核心所搭建的系統也同樣重要。

Elma Bustronic公司的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監Justin Moll，已經(jīng)在第一時(shí)間洞察到了客戶(hù)當前的需求。Elma Bustronic (www.bustronic.com)是一家生產(chǎn)基于用戶(hù)定制和標準系統平臺及背板的供應商，推出了一系列基于A(yíng)dvanced TCA、CompactPCI/2.16，MicroTCA、VME、VME64x、VXI、VPX和VXS架構的背板。

“在公司所有的部門(mén)里，我們都能看到了大量的用戶(hù)定制設計和定制產(chǎn)品。我們全部五個(gè)部門(mén)都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是我們都融入了模塊化設計的理念。我們有擁有多個(gè)基礎平臺，人們可以此為出發(fā)點(diǎn)，但它們都是十分非常靈活的設計，并且對我們來(lái)講，很容易將它們定制為某個(gè)特定的配置。這樣做可以節省客戶(hù)的時(shí)間、精力和金錢(qián)…通過(guò)縮短加工過(guò)程、減少定制等等?？蛻?hù)了解到基礎的平臺已經(jīng)過(guò)全面測試和現場(chǎng)驗證，幾乎可以輕松地通過(guò)裁翦方案來(lái)滿(mǎn)足其需要，” Moll表示。

醫療診斷：高性能

Moll指出，特別是在醫療應用領(lǐng)域，盡管經(jīng)濟因素影響了一些較大的背板和基于系統的業(yè)務(wù)，但仍有很多新的、令人感興趣的設計不斷涌現。“舉例來(lái)說(shuō)，”Moll說(shuō)，“這些系統普遍要求更高速的性能，用于滿(mǎn)足數據采集、成像和處理器密集型計算的要求。這些功能的執行速度越快越好。例如，像MRI（核磁共振）機或大型掃描設備，很顯然它們都是非常昂貴的機器，病人排長(cháng)隊等待檢查，并且這需要花費醫院人員大量的寶貴時(shí)間來(lái)操作這些設備。如果能加快機器完成掃描的時(shí)間，這將為醫院大幅全面降成本和創(chuàng )造巨大的價(jià)值，并且病人的檢查過(guò)程也變得沒(méi)有那么繁瑣。此外，如果掃描時(shí)可能會(huì )要用到放射性的涂料，那會(huì )希望接觸放射性涂料的時(shí)間越短越好。因此，能將掃描時(shí)間綜短一半的系統，將產(chǎn)生巨大而積極影響。”

同樣，美國瑞傳科技公司（www.portwell.com）公司產(chǎn)品銷(xiāo)售主管Frank Shen也指出，對醫療成像存在更高性能的需求。瑞傳科技公司（American Portwell Technology）的產(chǎn)品包括單板電機、嵌入式電腦、專(zhuān)業(yè)計算機平臺、機架式電腦、通訊設備以及人機界面。

“這的確由顯示技術(shù)推動(dòng)的，因為分辨率變得越來(lái)越高... 響應時(shí)間必須加快，特別是在各種醫療成像配準場(chǎng)合。醫療成像需要更高的顯示分辨率。作為一家嵌入式解決方案供應商，特別是嵌入式視頻方案，視頻的性能必須趕上其它市場(chǎng)上的醫療應用外圍設備，如超聲或CT及用于數字式X光成像的檢查的其它掃描成像處理。事實(shí)上，如今有些數字式X光成像檢查現在規定了圖像的最低分辨率，”他解釋道。

除了大型掃描設備之外，還有小型醫療設備和醫療儀器，其要求電子裝配和組合。“在許多應用中有很多定制要求并采用我們的模塊化設計，對我們來(lái)講，實(shí)現客戶(hù)需要的不同配置是件很輕松的事，” Moll進(jìn)一步表示。

裝配時(shí)間長(cháng)：必須縮短

醫療設備的另一個(gè)趨勢是，要求存在通過(guò)設計節省裝配時(shí)間的要求。舉個(gè)例子——表面貼裝LED其可裝配到PCB上，用于醫療設備。Elma Bustronic公司開(kāi)發(fā)出了可以通過(guò)波峰焊接機而不會(huì )受損的高溫LED。“因為不需要針對LED的單獨焊接組裝流程，從而節省了很多時(shí)間，” Moll解釋。 “在外殼方面，我們可以打造一款擠壓鋁模設計，只要用到少數幾個(gè)元器件和幾個(gè)螺絲釘。這種擠壓方式同時(shí)也便于插入和放置不同的機箱組件、條帶（tapped strip）、EMC觸點(diǎn)/墊圈以及螺栓/方螺母。同樣，這意味著(zhù)可以縮短儀器外殼和其它醫療設備外殼的裝配時(shí)間。裝配時(shí)間是一個(gè)隱性的成本?？赡軙?huì )有人能提供一個(gè)簡(jiǎn)單、廉價(jià)的金屬板解決方案，但如果你的組裝時(shí)間和不定成本大大增加，那你就根本省不下什么錢(qián)。”他說(shuō)。

節省空間

空間是無(wú)處不在的額外費用，因而許多廠(chǎng)商把眼光投向了可以節省空間的設計。

對于A(yíng)merican Portwell公司而言，超緊湊是這場(chǎng)競賽的名稱(chēng)。“越小越好，這也同樣意味著(zhù)節省成本，” Shen表示。 “然而在我們開(kāi)始關(guān)注不同的形狀因子（form factor）之前，市場(chǎng)趨勢是：不同的形狀因子來(lái)自不同標準（如納米ITX主板、Pico - ITX板以及其它標準）”。

“這是一個(gè)非常靈活的設計，我們可以對這個(gè)擠壓設計進(jìn)行任何尺寸的裁剪，可以實(shí)現一系列非常精確的尺寸和配置用于這一模塊化外殼，同時(shí)定制部件數量最少?；贓urocard（一個(gè)印刷電路板的歐洲標準格式）的外殼以1U遞增，所以你的容量是1U、2U、3U或4U高，等等。然而，Type 35型的尺寸可以精確到毫米，提供一款量身定做且沒(méi)有沉重的定制成本負擔的解決方案，“Moll指出。

低功耗需求

據Shen表示，醫療電子市場(chǎng)的其它趨勢包括：

降低功耗。低功耗設計不僅是出于對環(huán)境的考慮，而且還降低了運營(yíng)成本。省電意味著(zhù)節省能源，也就相當于是省金錢(qián)。這在A(yíng)merican Portwell所涉及的領(lǐng)域全面發(fā)生，而醫療算是其中之一。為此，該公司推出了一款基于英特爾Atom處理器的低功耗產(chǎn)品。

? 更低成本的基于英特爾架構嵌入式計算解決方案。英特爾，與基于RISC傳統架構相比，仍有相對高的成本，從微處理器成本的角度來(lái)看。

? LiPPERT Embedded Computers（www.lippertembedded.com）公司也推出了一系列基于英特爾處理器的嵌入式計算機模塊和系統。

? 安靜地工作。在醫療環(huán)境中，用戶(hù)和患者不希望有太多噪音。無(wú)風(fēng)扇或無(wú)聲是必須的。通常，一個(gè)功能強大的CPU會(huì )要求有一個(gè)強大的散熱設備，如風(fēng)扇和散熱片，但通過(guò)采用當前的低功耗技術(shù)，這些散熱片以及風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪音都將消失。幸運的是，Shen 表示，客戶(hù)愿意為更先進(jìn)的技術(shù)買(mǎi)單，所以這不是問(wèn)題。

? 質(zhì)量管理體系。醫療應用采用的標準比任何其它行業(yè)都要高，所以醫療領(lǐng)域要滿(mǎn)足不同等級的ISO標準。另一個(gè)原因是，醫療儀器必須符合FDA的要求。此外，American Portwell公司通過(guò)了ISO 13485認證。ISO 13485是一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對醫療公司的質(zhì)量管理體系。

醫療市場(chǎng)中非常精通質(zhì)量標準的其它系統供應商包括Advantech公司（www.advantech.com），這是一家提供電子產(chǎn)品的供應商，產(chǎn)品為密封單元，包括含熱和聲學(xué)屬性，旨在提供電磁干擾控制、延長(cháng)使用壽命、認證，以及遵守嚴格的規則和法規，如UL60601 – 1、EN60601 - 1以及ISO 13485認證。

? 支持更長(cháng)的產(chǎn)品周期。醫療行業(yè)要求對產(chǎn)品有超長(cháng)的服務(wù)支持周期，這就是為何要產(chǎn)品有長(cháng)壽命，Shen解釋?zhuān)蛻?hù)要求產(chǎn)品至少具有5至7年的使用壽命。

? 安全。Shen指出，將嵌入式計算機/計算更多地用于醫療領(lǐng)域是一種趨勢。為了做到這一點(diǎn)，將硬件和軟件結合形成一個(gè)虛擬化解決方案，支持不同的操作系統運行在一個(gè)單處理器硬件平臺。為了安全，他表示American Portwell公司和LynuxWorks公司（www.lynuxworks.com）展開(kāi)合作，以推出更加安全的虛擬化包，同時(shí)使得其能夠滿(mǎn)足醫療領(lǐng)域內的安全要求。

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