嵌入式系统及其在医疗仪器行业的应用

文/徐志杰

进入新世纪以来，科学技术的丰富和提升为各行各业的发展都带来了助力。在医疗卫生领域，许多高科技手段在医疗仪器设计中得到了应用，不仅使得其便携性得到加强，同时呈现出网络化的趋势。嵌入式系统在医疗仪器设备中的应用促进了医疗服务水平的提升，因此探究其在医疗仪器行业的应用具有积极意义。

1 嵌入式系统简介

现如今嵌入式的系统已经达到完全嵌入到受遥控器件的内部中，面对实际的应用需要，应用计算机技术来完成，从而可以实现系统化的功能以及可靠性等很多个方面要求给设计出现的计算机系统。但嵌入式系统和以往的系统之间存在着很大的差距，它是由硬件和软件的两个组成部分，其中硬件的部分可以分为嵌入式微处理器和储存器等方面。软件部门则是根据操作系统和应用程序编程而控制，前者的技术主要作用在于对整个编程的硬件进行有效的控制，在设备的控制操作中起到了很重要的地位。

综合上述来分析得知，嵌入式系统主要是结合了计算机技术和通信技术等一些数据传输技术，其实实际的用处是增强了传输性的有效融合。当前阶段，嵌入式系统是十分热门的研究领域，在计算机信息技术广泛普及的时代背景下，嵌入式系统的发展速度十分迅猛，与此同时也促进了与其相关的软硬件技术的发展。

从原理上来看，嵌入式系统是通过一个或是多个预先编程好的微处理器或是单片机组合对具体的任务进行执行。其拥有以下几个方面的特点：

（1）能够同时支持并完成多项任务，且中断响应时间较短，将其内部代码和实时内核的执行时间控制在了最低的范围内。

（2）能够为存储区域提供强大的保护，随着嵌入式系统软件的组织结构分成很多个板块，因此，为了减少软件板块之前出现的错误性交叉。必须有针对性的提升存储器区域的保护强度，同时也便于软件诊断。

（3）嵌入式系统的处理器结构具有可拓展功能，能够根据实际需求进行拓展性开发，提高处理器的性能。

（4）嵌入式系统的微处理器耗能较低，以便携式无线及移动的计算和通信设备中的嵌入式系统为例，其功耗一般只达到mW级甚至更低的μW级。

2 分析嵌入式系统在我国医疗仪器行业中的作用

面对现如今的新型时代下，针对医疗设备的特点是人们不断追求创新的需要，嵌入式系统已经开始在医疗设备的领域当中发挥了很大的作用，除了各类放射设备、化验设备等大型医疗仪器外，一些便携性设备，如血糖仪、血压计等仪器设备中也应用了嵌入式系统。本文将选择欧姆龙家用电子血压计作为实例，探究嵌入式系统应用的原理。

目前，传统的水银式血压计已经无法适应时代发展的趋势，虽然它具有测量数值稳定的优点，但是在使用便捷性方面却存在较大的缺陷，如体积大不宜携带、一人无法完成操作、数值观察误差大等。现如今出现的现代电子式血压计不仅解决了传统血压计存在的不以便携、无法单人操作等缺陷，同时也保障了测量值的精确性，因此受到了越来越多的欢迎，已经成为最典型的家庭医疗检测设备之一。

电子血压计的系统构建分析，是根据欧姆龙电子血压计为主要的例子，本文所讲述的嵌入式系统和单片技术都是在医疗设备当中起到的应用价值。具体是以PIC16F877为控制核心，整合压力传感器、模拟电路、驱动芯片等内容，实现了系统芯片用量和被动组件数量的降低。

2.1 分析医疗设备中的血压测量的原理

人体血压是指血液经过血管壁产生的压力组织，并且人体血液在循环的过程当中，因为心在会通过不同收缩和放松所产生的推动力在血液的身体内部上产生绕行。此外，血压可以分为收缩压和舒张压的两种形式，前者是面对心脏收缩压的血压打在血管上时检测的血压，后者是在不收缩状态之下检测的压力。当轴带的压力和血压呈现基本相同时，血液开始流通而产生的轴带声，此时检测的是收缩压，当声音消失时，检测的是舒张压变化。

2.2 分析电子血压计系统的基本原理情况

血压计呈现电子的系统时，主要都包括电动气泵和压力传感器等基本零件，其主要的工作原理是，通过MCU、PWM输出控制气泵重启漏气实现对轴带内气压的调整，并且还可以通过压力传感器所获得形状。一路检测后的ADC采样袖带内的气压直流分量以便取得收缩压和舒张压，另一路ADC则采样袖带内起亚交流分量，通过一定的分析计算程序获得收缩压和舒张压的瞬间时间位置，最后将计算获得的血液收缩压和舒张压结果显示在液晶驱动器上。

在血压检测的整体过程当中，需要先按下激活的按钮，电子血压计就开设进行工作，单片机的输出情况需要控制在适当的数据，之后按照每秒的5mmHg下降趋势进行缓慢的撒气。随后压力的传感器输出信息得到系统化的分析整理后出现两路单端信号，其中有一个信号是被送入到监测直流信息，是进入的ADC，而另一个信号的通过二阶高通滤波器消除直流的分量，其0.8Hz。此外，面对交流分量所进行的200倍放大后的处理系统，之后的传输要送到38Hz二阶底滤的机器当中，有效减少电源以及皮肤的袖带产生摩擦而干扰高噪音，并且将其中一路送入血压脉冲触发单片机ADC工作。这两个数值会在电子血压计液晶驱动器上显示出来。

3 结语

综上所述，将嵌入式系统引入到医疗仪器行业中，可以大幅度的提升医疗仪器的性能，同时丰富其功能，进而促进医疗服务质量的提升，这对医疗行业的发展十分重要。