虹科PCAN在医疗设备领域的应用

Application of HongKe PCAN in Medical Equipment

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

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

  1. 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。

  1. 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

  1. 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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