嵌入式医学仪器设计考试复习题.docxVIP

PAGE / NUMPAGES 第一章 医疗仪器定义 医疗仪器(Medical Instrumentation)： 医疗器械是指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，包括所需要的软件；其用于人体体表及体内的作用不是用药理学、免疫学或者代谢的手段获得，但是可能有这些手段参与并起一定的辅助作用；其使用旨在达到下列预期目的： （一）对疾病的预防、诊断、治疗、监护、缓解； （二）对损伤或者残疾的诊断、治疗、监护、缓解、补偿； （三）对解剖或者生理过程的研究、替代、调节； （四）妊娠控制。 医疗仪器分类 根据风险分类： 第一类，需常规管理，仪器对用户潜在的危害最低，通常比第二类和第三类设计简单。包括，压舌板、便盆、弹性绷带、检查用手套、手持手术器材和其他相似的简单器材。 第二类，常规管理不足以保证其安全性与有效性的，因而需要特殊控制的医疗器械。通常是非侵入式的，包括X光机，PACS，电动轮椅，输液泵，手术用消毒帷帘,手术针缝合材料,针灸针等。 第三类，仅用第一类和第二类的常规管理与特殊控制不足以保证其安全性与有效性的医疗器械。这类仪器需要售前许可，科学有效的评估来保证其安全性与有效性。通常是维持或支持生命活动的仪器。包括人工心脏瓣膜、丰胸硅胶、脑植入刺激器、通风机、床边监护仪等。 根据价值分类：大型仪器、中小型仪器、低值产品 根据临床科室及人体系统分类：心脏科设备、呼吸科设备、泌尿科设备等（重复） 根据物理原理分类：医用电子仪器、医用光学仪器、医用放射仪器、医用核物理仪器等（声、光、电、机械一体） 根据临床应用：诊断仪器、治疗仪器、辅助仪器 X-ray Computed Tomography Magnetic Resonance Imaging Positron Emission Tomography 信号采样有两种方式： 动态取样(In Vivo)： 直接在人体上测量生理参数； 需要能对人体各组织瞬时变化产生响应的医学仪器系统；可能需要传感器（将生理现象从其力学状态或电化学状态中转化为与机械能或化学能成比例的电信号）； 静态取样(In Vitro)： 着眼于活体组织；表示某一特定时刻及规定条件下由医学仪器系统获得的样本。 信号特点： 1、信号弱Weak 2. 频率范围一般较低Low frequency 3. 噪声强Strong Noise： 4. 随机性强Random： 5. 数据量大Huge data amount： 现代医疗器械发展具有直观、无创、高效、经济等特征 第二章 嵌入式系统定义 ? 从技术的角度定义(重) – 以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量、功耗严格要求的专用计算机系统 –简而言之，是含有处理器的专用软硬件系统 ? 从系统的角度定义(重) 嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统 ? 英国电机工程师协会的定义 用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置 ? 微机学会的定义 –嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统，可分为系统级、模块级、芯片级 嵌入式系统架构 硬件层Hardware Layer：例如嵌入式微处理器、Soc、ROM、I/O接口 中间层Middleware Layer：包括硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer）、板级支持包（Board Support Package），实现系统软件与底层硬件的隔离，以及为系统提供特定功能的代码。 操作系统层OS layer：包括嵌入式操作系统（EOS）、文件子系统、图形子系统等，简化软件设计、提供标准内核、封装资源 应用层Application layer：面向目标和用户，完成特定功能，例如，医学图像处理系统、数据采集系统 嵌入式系统特点 ? 嵌入专用 – 嵌入式处理器与通用处理器的最大不同就是嵌入式处理器嵌入在针对特定应用设计的系统中 ? 综合性强 –嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 –是一个技术密集、资金密集、知识高度分散、不断创新的知识集成系统 ? 设计高效 –可裁剪——嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余 ? 程序固化 –软件一般都固化在存储器芯片或处理器本身中，这样提高了系统的执行速度和可靠性 ? 需要独立的开发系统 –嵌入式系统本身不具备自主开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发 ? 生命周期长 –嵌入式系统和具体应用结合在一起，其升级换代一般与具体产品同步进行，因此具有较长的生命周期 ? 可靠性高、成本低、资源受限、功耗低等等 第三章 硬件结构Hardware Architecture – 冯·诺伊曼结构Von Neumann ar