利用医疗嵌入式应用的紧急机遇和挑战

近年来 , 对医疗服务的需求 , 以及因此对所有能够提供医疗服务的设备的需求 , 一直呈指数级增长 , 对于医疗器械制造商和嵌入式开发人员来说 , 这都是一个好消息 。
从历史上看 , 医疗器械都是笨重的机器 , 必要时可以将患者运送到这些机器上 , 根据需要 , 一些机器可以在医院内转动 , 这些是唯一的选择 。如今 , 便携式仪器成为人们关注的焦点 , 现代电子技术使便携式设备比以往任何时候都更加可行 。
有趣的是 , 考虑一个“典型”的医疗仪器 , 以便专注于软件挑战 。一个可能的例子可能是由患者携带并监测其生命体征的便携式设备 。定期将重要数据发送给医生 。它发出警报 , 并在出现问题时自动呼叫帮助 , 患者可以随时查看自己的读数 。
设计中的关键优先事项是可移植性和成本 , 当然还有功能性 。此设备给嵌入式开发人员带来的挑战/要求非常广泛:
1.高效的工具 。生成的代码必须是最佳的小而快 , 并且这些工具应该能够使开发顺利进行 。
2.实时能力 。设备很可能需要具备实时功能 。实时操作系统可能很有用 , 而较小的代码大小是优先考虑的 。
3.无线网络 。需要上传信息的便携式设备需要某种形式的无线网络 。在医院里 , 一种短距离的技术 , 比如蓝牙 , 可能就可以满足需要 。蓝牙的低能耗变体也有助于节省电池寿命 。在其他情况下 , Wi-Fi可能是最佳选择 , 尽管这更耗电 。例如 , 医疗护理人员可能需要使用4G或5G手机才能使仪器具有高度便携性 。
利用医疗嵌入式应用的紧急机遇和挑战
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4.电源管理 。电池寿命对于任何便携式设备来说都是一个巨大的挑战 。充电需要持续多长时间取决于设备的使用模式 , 但通常目标是醒着一天(比如18小时) 。虽然硬件设计有助于电源管理 , 但它本质上定义了最佳功耗;剩下的则是软件 。嵌入式开发人员考虑功耗设计软件是一个大课题 , 但关键因素是:
从设计过程开始考虑电源 。
仔细分析设备的使用案例 。小的调整可以对能源使用产生很大的影响 。
使用带有电源管理框架的RTOS 。操作系统最适合实现电源管理 , 让应用程序代码开发人员专注于他们的工作 。
5.用户界面 。大多数设备都有某种形式的图形用户界面 。医疗设备UI的设计至关重要 , 并且在很大程度上取决于使用它的用户 。患者使用的设备需要一个相当简单和直接的UI , 并谨慎地避免错误 。此外 , 还必须考虑用户视力受损的可能性 。医疗专业人员使用的设备可能具有更复杂的UI , 因为它很可能提供更详细的信息 。但是 , 用户可能会感到压力或过度疲劳的可能性不容忽视 。
6.认证 。证明大多数医疗器械需要FDA等的认证 。这可能是一个昂贵且耗时的过程 。要记住的几点:
选择具有认证医疗应用中使用记录的RTO 。
由于认证需要整个应用程序(包括操作系统)的源代码 , 因此RTOS源代码必须可用且具有高质量 。
认证成本受代码大小的显著影响 。具有细粒度可扩展性的小型RTO显然是一个优势 。
如果设备使用多核SoC实现 , 混合临界设计策略可能是有益的 , 因为这导致只需要认证安全临界子系统 。
随着医疗保健在全世界被视为危机 , 嵌入式开发人员有机会成为“英雄” , 真正改变生活 。
【利用医疗嵌入式应用的紧急机遇和挑战】来源:搜狐