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医疗自动化技术

  医疗自动化技术医疗自动化技术2010-05-18 09:35 医疗数字化、信息化是全球医疗器械 技术发展的主要方向,是实现医疗无损化、精确化最重要的技术保证。数 字医疗装备是医疗信息化的基础,数字化医疗技术是现代化医疗器械的核心技 术,数字医疗设备和仪器是典型的数控自◆●△▼●动化系统。数字化及信息化医疗产品 形成的产业是新技术高度集中的知识密集型产业,也是医疗器械产业中附加值 最高(平均40-50%以上)、国际国内市场上竞争最激烈的领域。 医疗自动化的实现技术 无线技术 最近几年,无线通信技术在国内外医疗市场得到了广泛的应用,无线医疗 设备应用迅猛增长。美国2003 年的医疗Wi-Fi 市场达到4.95 亿美元,这包括 Wi-Fi 设备、Wi-Fi 网络、系统集成、医疗监视、控制和优化等。到2010 美国Wi-Fi市场将高达20 亿美元,而从无线网络运营和相关的服务收入将增加 到70 亿美元。市场人士估计,这种快速发展的市场将有力地推动Wi-Fi 医疗设 备的开发,预料将有不少的Wi-Fi 医疗产品推出市场。 感应器 现代和未来的信息社会中,信息处理系统要对自然和社会的各种变化作出 反应,首先需要通过传感器将外界的各种信息接下来并转换成信息系统中的信 息处理单元(即计算机)能够接收和处理的信号。 目前,生物传感器应用较多的领域是在医疗、医药、生物工程、环境保护、 食品、农业、畜牧等与生命科学关系密切的一些领域。随着社会的进一步信息 化,生物传感器必将获得▲●…△越来越广泛的应用。据了解诸如微细加工和小型化之 类的快速科技进步正使生物感应器开始向发展中国家渗透,在美国、欧洲、中 国和印度的稳定增长将继续帮助推动全球总体销售额以9.5%的速度增长,并将 于2009 年突破40 亿美元。近年来,生物传感器研发的方向发生了显著变化, 这是对生物补偿化学、表面定性、分子标记和纳米技术领域新出现的生物技术 创新的响应,并将带动各种环境下应用的增长。 近几年,医疗机器人技术的研究与应用开发进展很快,科学家已经研制出 可实施人体心脏★◇▽▼•手术的机器人。据业内人士预测,今后几年医疗机器人的研究 与开发将进入一个新的发展时期。早在1972 年就有人提出开发医疗用遥控机器 人的设想,但在当时人们普遍认为这是个相对遥远的问题。然而,随着原子能 领域、宇宙开发领域的遥控机器人技术的发展以及虚拟现实技术的出现,医疗 领域也出现了开发医用机器人的热潮。可以说,目前医疗领域的机器人技术是◇…=▲ 最发达的领域之一。 据日本机器人工业会对机器人产业的市场预测表明,今后医疗与社会福利 领域作为应用机器人的五大重要领域之一将倍受重视。另据日本科学技术政策 研究所预测,到2017 年在医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部●医 疗手术的一半。机器人在应用上有两个突出的特点:一是它能够代替人类工作, 代替人进行简单的重复劳动,代替人在脏△▪▲□△乱环境和危险环境下工作,或者代替 人进行劳动强度极大的工种作业;二是扩展人类的能力,它可以做人很难进行 的高细微精密的作业,以及超高速作业等。医疗机器人正是运用了机器人的这 两个特点。而医疗机器人在具备了机器人的两个基本的特点同时,还有其自身 的选位准确、动作精细、避免病人感染等特点。譬如:在血管缝合手术时,人 工很难进行细于1 毫米以下的血管缝合,如果使用医疗机器人,血管缝合手术 可以达到小于0.1 毫米的精度;用医疗机器人进行手术避免了医生直接接触患 者的血液,大大减少了患者的感染危险。 嵌入式技术 医疗仪器领域大量医疗仪器的应用,如心脏起搏器、放射设备及分析监护 设备,都需要嵌入式系统的支持。各种化验设备,如肌动电▼▲流描记器、离散光 度化学分析、分光光度计等,都需要使用高性能的、专用化的DSP 系统来提高 其精度和速度。引入嵌入式系统后,现有的各种监护仪的功能与性能都将得到 大幅度的提高。 随着信息技术的发展,数字化产品空前繁荣。嵌入式软件已经成为数字化 产品设计创新和软件增值的关键因素,是未来市场竞争力的重要体现。从医疗 仪器领域来看,除了新的传感检测技术不断运用推广之外,对所采集信息的分 析、存储和显示也提出了更高的目标。这就要求◆■现代的医疗仪器具备更强大的 计算和存储能力以及更稳定可靠的性能。另外,医疗仪器作为一个特•□▼◁▼殊的行业, 又要求设备能够达到更高级别的环保要求。如何进一步地智能化、专业化、小 型化,同时做到低功耗、零污染,将会是一个无止境的追求过程,这为嵌入式 系统在医疗仪器中的应用提供了更广阔的天地和更高的要求。 根据十一五规划,2007 年新农村合作医疗试点覆盖面将逐步扩大, 2008 年在全国基本推行,2010 年实现基本覆盖农村居民的目标,这对于我国医 疗仪器将是重大利好。同时,中国医疗仪器产品结构的调整,对嵌入式系统应 用于医疗仪器也提供了一个很好的发展机会,同时也对嵌入式系统的开发者提 出了新的挑战 人工智能及决策支持 医学人工智能已经有近50 年的历史,至今全世界没有一个临床诊疗决策★▽…◇软 件能够切实地、彻底地走向临床。1959 年,美国的Ledley 等首次将数学模型 引入临床医学,提出了可将布尔代数和 Bayes 定理作为计算机诊断的数学模型。 1966 年,Ledley 提出计算机辅助诊断(computer aided diagnosis,CAD)概念。 1968 年世界上的第一个专家系统DENDRAL 由美国斯坦福(Stanford)大学于研制 成功,这个系统是化学专家系统。其后1970 年斯坦福大学开始研制用于鉴别细 菌感染及治疗的医学专家系统MYCIN,到1976 年研制成功。中国第一个专家系 统是《关幼波肝炎诊断治疗程•●序》,由中国科学院自动化研究所控制论组于 1977 年研制成功,它是▷•●采用模糊逻辑算法表达中医辨证施治的专家知识。20 纪80年代起,全国▪…□▷▷•范围内完△▪▲□△成研制的中▪•★医诊疗专家系统共约140 多个,基本上 都是基于规则的决策推理。人工智能的发展到今天开始使用知识库来代替器官 或机构记忆,多年来专家系统以及基于规则的决策系统在人类诊断和经验分析 上一直处于主导地位(★△◁◁▽▼有时甚至在政府系统中使用)。它用于在知识库中挖掘出 问题的答案、寻找关◆▼联性、模式提取等等相关工作。 自动化测试 实时嵌入式系统医疗产品通常需要漫长的验证周期,即使是较小规模的研 发项目也需要经历长达数月的验证。这对医疗器械制造商而言是很大的负担。 导致验证过程如此漫长的原因有很多种,而主要原因则有如下几条:因输入或 系统配置改变引起的复杂性;测试所需系统环境或系统设置造成的复杂性;在 连接性和互操作性方面需要考虑的大量外部系统;全面验证需要依靠手动测试 (例如,功能测试和系统行为测试);产品本身缺乏对自动化测试的支持(例如, 缺少驱动自动化程序脚本或代码所必需的钩子或可调用的应用程序接口(API)□◁)。 自动化测试有助于减少手动测试量、缩短开发进程、降低成本。测试通常 被视为软件和系统开发过程中的瓶颈。通过自动化测试,测试小组可◁☆●•○△以确保软 件开发以及整个开发过程达到时间和预算目标的要求。一些面向通用计算系统 的自动化测试应用同样可用于实时嵌入式系统。这些应用包括:确定需要实行 自动化的测试内容;展示投资收益(ROI)以说服管理层作出购置决定;制定自动 化测试策略;确定所需测试工具。还包括构建测试框架和解决监管要求。 RFID/条码 随着医院管理信息化的不断深入,RFID 技术也越来越多地走入医疗机构, 成为医院新的功能增长点。卫生部于2007 年起草了十一五IC 卡及RFID 应用 规划。2008 年纳入十一五金卡工程应用规划,提出了RFID 在卫生领域的应 用发展方向。大力推广RFID 技术在医疗卫生领域的应用,对缓解医患矛盾,提 高医疗服务质量,建立高效、和谐的医疗服务环境将起到积极的促进作用。 RFID 已成为构建以临床病人为中心的新一代医院信息系统,降低成本,增强医 院核心竞争力不可缺少的技术工具和手段。据市场调查公司Kalorama Information 一份最新报告称:2007 年美国RFID 医疗市场估计将达到2 9700万美元,预计在接下来 年内增长突飞猛进,在2010 年将达到 10 亿美元, 2012 年31 亿美元。卫生部信息办副主任高燕婕强调:RFID 在卫生医疗系统有 着非常广泛的应用前景,其中包括:病人的管理、血液的管理、特种病人的跟 踪管理、医疗垃圾的追踪监控等等。把RFID 的技术和医疗信息化融入在一起, 对于提高医疗服务质量和效率都有着非常重要的意义。 自动化招聘,求职,上自动化英才网 --求职招聘快速通道--

  医疗自动化技术2010 05 18 ◇•■★▼09:35医疗数字化、信息化是全球医疗器械技术发展的主▼▼▽●▽●要方向,是实现医疗 无损化 、 精确化 最重要的技术保证。数字医疗装备是医疗信息化的基础,数字化医疗技术是现代化医疗器械的核心技术,数字医疗设备和仪器是典型的数控自动化系统。数字化及信息化医疗产品形成的产业是新技术高度集中的知识密集型产业,也是医疗器械产业中附加值最高 平均40 50 以上 、国际国内市场上竞争最激烈的领域。医疗自

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