基于虹科PCAN接口卡实现数字化手术室医疗设备的集中控制和测试诊断
- 虹科智能自动化
- 4月 26, 2022
- 10:22 上午
案例背景
数字化手术室是计算机信息技术、生物医学工程技术与现代医学技术发展的产物。利用对手术室现有设备进行数字化端口改造，通过数字化网络集成，由集中控制工作站对术中的医疗设备进行控制，并与院内外网络信息进行实时交互。数字化手术室方案示意图如下图所示。
数字化手术室面临的问题
- 医疗设备数量众多，集中控制难度高
现有的手术室内，医疗设备种类繁多，各种设备控制面板的差异较大，并且各类手术室设备大多数都是独立的单元，没有对外统一的通信接口，这带来了兼容性问题。其次是集中控制的通信质量好坏也直接关联到手术的安全性及效率，集中控制工作站与各受控设备之间的通信必须是实时，准确，稳定的。综上两点可知，数字化手术室的集中控制难度高。
- 医疗设备精密及昂贵，维护成本高
医疗设备复杂且价格昂贵，发生通信故障时一般采取设备换新或等待专业维修的处理方式，对应的故障原因往往是不明确的、维修方法也不系统，从而导致维护时间成本高，维护费用高，资源浪费等问题。所以有必要引入一套行之有效的医疗设备测试诊断方案。
基于虹科PCAN接口卡实现数字化手术室医疗设备的集中控制和测试诊断
- 集中控制
为实现兼容性与安全性高的集中控制，选用CAN总线作为数字化手术室内设备与设备之间，设备与主控之间的通信协议，这需要对手术室现有设备进行数字化端口改造，引入CAN接口，而PCAN接口卡则扮演着“改造者”的角色。其示意如下图所示。PCAN可通过多种不同的接口类型与医疗设备连接，如USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，RS232等等，快速为医疗设备引入标准CAN接口并连接到CAN总线网络中。同时PCAN接口卡提供的二次开发包可帮助开发人员灵活地实现CAN数据的收发，而且稳定可靠。
2. 测试诊断
由于采用了CAN总线结构实现数字化手术室的搭建，即底层传感器与执行器，各医疗设备节点，主控终端等都通过CAN通讯连接，实现信息共享和综合管理，所以同样的也可以针对CAN总线开发一套测试诊断系统，如下图所示，测试诊断系统基于PC和PCAN，由下至上分别由硬件，驱动，软件，应用四大块组成。通过CAN线缆挂接到数字化手术室的CAN网络中，可采集所有节点的数据，并通过数据解析和故障判断，可直观地显示当前所有医疗设备的运行状态，也可以将激励信号注入到任意设备节点中进行功能及稳定性测试。而PCAN作为CAN接入点，不仅实现了底层的CAN数据发送与采集，而且还自带CAN故障提示功能，是实现测试诊断的底层基础硬件。更特别的，PCAN还可以进入单听模式，以旁听者的身份来监听设备的运行，不会对CAN网络产生任何影响，而且可实时发现并记录间歇性故障。
虹科PCAN接口卡的关键特性
- 支持CAN，CAN FD，J1939，CANopen等多种物理层和应用层协议；
- 支持USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，PC/104，PCI/104，cPCI等多种接口类型；
- 支持Windows，Linux等操作系统；
- 单通道，双通道，四通道，六通道等多种版本；
- 提供上位机软件及二次开发包；
- 时间戳分辨率 1 µ s（部分型号）；
- 工作温度范围：-40 to 85°C
总结
通过虹科PCAN接口卡实现数字化手术室医疗设备的集中控制和测试诊断，实现简单，功能全面，安全可靠，实时稳定，可同时解决集中控制难和测试诊断成本高两大难题。目前国内外已有不少厂商采用PCAN接口卡升级自家的医疗设备，如您也想更进一步了解PCAN接口卡，请联系虹科获取产品资料和试用机会。
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