醫(yī)療電子設備革新：用戶定制、高性能、低功耗

醫(yī)療應用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員正利用新型處理器和新技術來滿足客戶對用戶定制標準平臺、高速性能、更快的裝配時間、安靜地運行和節(jié)省空間的需求。

隨著醫(yī)療成本不斷上升，以及快速進行醫(yī)療診斷的需求，嵌入式醫(yī)療應用系統(tǒng)開發(fā)人員正在著手解決一系列問題——從基于標準平臺的用戶定制到高速性能，以及從縮短裝配時間到節(jié)省空間。

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

Elma Bustronic公司的市場營銷總監(jiān)Justin Moll，已經(jīng)在第一時間洞察到了客戶當前的需求。Elma Bustronic (www.bustronic.com)是一家生產(chǎn)基于用戶定制和標準系統(tǒng)平臺及背板的供應商，推出了一系列基于Advanced TCA、CompactPCI/2.16，MicroTCA、VME、VME64x、VXI、VPX和VXS架構(gòu)的背板。

“在公司所有的部門里，我們都能看到了大量的用戶定制設計和定制產(chǎn)品。我們?nèi)课鍌€部門都有一個共同點，那就是我們都融入了模塊化設計的理念。我們有擁有多個基礎平臺，人們可以此為出發(fā)點，但它們都是十分非常靈活的設計，并且對我們來講，很容易將它們定制為某個特定的配置。這樣做可以節(jié)省客戶的時間、精力和金錢…通過縮短加工過程、減少定制等等?？蛻袅私獾交A的平臺已經(jīng)過全面測試和現(xiàn)場驗證，幾乎可以輕松地通過裁翦方案來滿足其需要，” Moll表示。

醫(yī)療診斷：高性能

Moll指出，特別是在醫(yī)療應用領域，盡管經(jīng)濟因素影響了一些較大的背板和基于系統(tǒng)的業(yè)務，但仍有很多新的、令人感興趣的設計不斷涌現(xiàn)。“舉例來說，”Moll說，“這些系統(tǒng)普遍要求更高速的性能，用于滿足數(shù)據(jù)采集、成像和處理器密集型計算的要求。這些功能的執(zhí)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，病人排長隊等待檢查，并且這需要花費醫(yī)院人員大量的寶貴時間來操作這些設備。如果能加快機器完成掃描的時間，這將為醫(yī)院大幅全面降成本和創(chuàng)造巨大的價值，并且病人的檢查過程也變得沒有那么繁瑣。此外，如果掃描時可能會要用到放射性的涂料，那會希望接觸放射性涂料的時間越短越好。因此，能將掃描時間綜短一半的系統(tǒng)，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)品銷售主管Frank Shen也指出，對醫(yī)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。

“這的確由顯示技術推動的，因為分辨率變得越來越高... 響應時間必須加快，特別是在各種醫(yī)療成像配準場合。醫(yī)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上的醫(yī)療應用外圍設備，如超聲或CT及用于數(shù)字式X光成像的檢查的其它掃描成像處理。事實上，如今有些數(shù)字式X光成像檢查現(xiàn)在規(guī)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(yī)療設備和醫(yī)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，對我們來講，實現(xiàn)客戶需要的不同配置是件很輕松的事，” Moll進一步表示。

裝配時間長：必須縮短

醫(yī)療設備的另一個趨勢是，要求存在通過設計節(jié)省裝配時間的要求。舉個例子——表面貼裝LED其可裝配到PCB上，用于醫(yī)療設備。Elma Bustronic公司開發(fā)出了可以通過波峰焊接機而不會受損的高溫LED。“因為不需要針對LED的單獨焊接組裝流程，從而節(jié)省了很多時間，” 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(shù)幾個元器件和幾個螺絲釘。這種擠壓方式同時也便于插入和放置不同的機箱組件、條帶（tapped strip）、EMC觸點/墊圈以及螺栓/方螺母。同樣，這意味著可以縮短儀器外殼和其它醫(yī)療設備外殼的裝配時間。裝配時間是一個隱性的成本?？赡軙腥四芴峁┮粋€簡單、廉價的金屬板解決方案，但如果你的組裝時間和不定成本大大增加，那你就根本省不下什么錢。”他說。

節(jié)省空間

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

對于American Portwell公司而言，超緊湊是這場競賽的名稱。“越小越好，這也同樣意味著節(jié)省成本，” Shen表示。 “然而在我們開始關注不同的形狀因子（form factor）之前，市場趨勢是：不同的形狀因子來自不同標準（如納米ITX主板、Pico - ITX板以及其它標準）”。

“這是一個非常靈活的設計，我們可以對這個擠壓設計進行任何尺寸的裁剪，可以實現(xiàn)一系列非常精確的尺寸和配置用于這一模塊化外殼，同時定制部件數(shù)量最少?；贓urocard（一個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有沉重的定制成本負擔的解決方案，“Moll指出。

低功耗需求

據(jù)Shen表示，醫(yī)療電子市場的其它趨勢包括：

降低功耗。低功耗設計不僅是出于對環(huán)境的考慮，而且還降低了運營成本。省電意味著節(jié)省能源，也就相當于是省金錢。這在American Portwell所涉及的領域全面發(fā)生，而醫(yī)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(gòu)嵌入式計算解決方案。英特爾，與基于RISC傳統(tǒng)架構(gòu)相比，仍有相對高的成本，從微處理器成本的角度來看。

? 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(tǒng)。

? 安靜地工作。在醫(yī)療環(huán)境中，用戶和患者不希望有太多噪音。無風扇或無聲是必須的。通常，一個功能強大的CPU會要求有一個強大的散熱設備，如風扇和散熱片，但通過采用當前的低功耗技術，這些散熱片以及風扇所產(chǎn)生的噪音都將消失。幸運的是，Shen 表示，客戶愿意為更先進的技術買單，所以這不是問題。

? 質(zhì)量管理體系。醫(yī)療應用采用的標準比任何其它行業(yè)都要高，所以醫(yī)療領域要滿足不同等級的ISO標準。另一個原因是，醫(yī)療儀器必須符合FDA的要求。此外，American Portwell公司通過了ISO 13485認證。ISO 13485是一個專門針對醫(yī)療公司的質(zhì)量管理體系。

醫(yī)療市場中非常精通質(zhì)量標準的其它系統(tǒng)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，包括含熱和聲學屬性，旨在提供電磁干擾控制、延長使用壽命、認證，以及遵守嚴格的規(guī)則和法規(guī)，如UL60601 – 1、EN60601 - 1以及ISO 13485認證。

? 支持更長的產(chǎn)品周期。醫(yī)療行業(yè)要求對產(chǎn)品有超長的服務支持周期，這就是為何要產(chǎn)品有長壽命，Shen解釋，客戶要求產(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(yī)療領域是一種趨勢。為了做到這一點，將硬件和軟件結(jié)合形成一個虛擬化解決方案，支持不同的操作系統(tǒng)運行在一個單處理器硬件平臺。為了安全，他表示American Portwell公司和LynuxWorks公司（www.lynuxworks.com）展開合作，以推出更加安全的虛擬化包，同時使得其能夠滿足醫(yī)療領域內(nèi)的安全要求。

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