给医疗电子设备的开发工程师的几点建议

2013-10-30 11:34 来源:互联网 作者:洛小辰

Xilinx亚太区DSP产品及解决方案营销业务高级经理林鸿瑞表示随着超声设备从单色向彩色发展,从2D图像向3D、4D发展,超声设备通道数会大大增加,这样就需要高性能的波束合成架构,而且随着医院对超声设备图像分辨力和时间分辨力的需求提升,设备所需的运算量会大大增加,这时,开发人员应多考虑采用在并行DSP处理方面有优势的FPGA器件,可以达到不但降低系统成本还能加速开发的目的。

给医疗电子设备开发人员的几点建议

图4:一个典型的超声设备系统框图

ADI医疗仪器产品经理Paul Errico结合自己从业20余年的经历指出医疗电子设备的开发是最具挑战性的,因为它对信号拾取、处理、输出的精度要求非常高,而且医疗电子设备的生命周期很长,至少都有25年以上,所以开发出的设备质量要很高。他对医疗电子开发提出了如下建议:

1、 医疗影像设备未来需要高质量的图像,同时,要每秒帧数也在提升,所以要选取高性能器件;

2、 超声设备未来的发展趋势是低功耗、高性能和小型化,所以要考虑器件的集成度;

3、 要达到最高清晰图像,就要注意设备模拟前端器件的选取;

给医疗电子设备开发人员的几点建议

图5:要实现高清晰度影像的器件配置

4、 在ECG设计中,要注意CMRR是重要的指标,它可以提升监护准确度,又可以保护患者;

5、 低抖动时钟信号在高速信号处理中非常重要,它可以有效优化SNR和ENOB(如图6所示)。

给医疗电子设备开发人员的几点建议

图6:低抖动时钟对改善SNR和ENOB非常有效

Altera资深技术市场工程师赵敏认为超声设备未来将会越来越多地用到FPGA,另外还将采用更多的高速串行接口,在内部总线会采用PCIe,而内存则会使用DDR2或DDR3,此外系统还有低功耗和更多通道数量的需求,要应对这些挑战,他给出如下建议:

1、使用含大量DSP模块的高性能FPGA;

2、要考虑使用能支持多种I/O和存储器接口的FPGA器件;

3、要多使用能实现快速集成的IP工具进行开发;

4、由于超声设备前端模拟器件和FPGA之间需要大量通道,所以要选用支持LVDS接口的FPGA器件;

目前,在医疗电子设备的开发上,除了要解决技术难题外,工程师面临的更多是加速产品面市的压力,如何让一个好的想法尽快实现并产生经济效益?美国NI公司市场工程师汤敏结合客户的成功案例提出了几点建议:

1、 利用图形开发平台和FPGA紧密结合,将算法直接使用;

2、 利用图形开发平台和传感器以及测量设备紧密结合,缩短调试时间;

3、 利用图形开发平台让设计人员关注算法缩短硬件设计时间从而加速产品面市;

给医疗电子设备开发人员的几点建议

图7:利用NI的LabVIEW平台,几个大学生仅用数月时间就成功开发出了能利用脑电信号控制运动的轮椅

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