智慧醫(yī)療領域FPGA的應用優(yōu)勢
智慧醫(yī)療領域FPGA的應用優(yōu)勢
2017-08-29 09:54:19 來源：搜狐新聞
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2017-08-29 09:54:19 來源：搜狐新聞
摘要：智慧醫(yī)療由物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等眾多高新技術作為運作核心，因此任何相關技術方面的突破都將對智慧醫(yī)療的發(fā)展起到舉足輕重的作用，包括FRID等智能感知技術、3G 4G等信息互通技術、云計算等信息處理技術。
關鍵詞：
智慧醫(yī)療
智慧醫(yī)療由物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等眾多高新技術作為運作核心，因此任何相關技術方面的突破都將對智慧醫(yī)療的發(fā)展起到舉足輕重的作用，包括FRID等智能感知技術、3G/4G等信息互通技術、云計算等信息處理技術。
以智慧醫(yī)療的IoT物聯(lián)網應用來說，由于醫(yī)療設備相較一般消費性電子、工業(yè)自動控制、智慧家庭等應用形是而言是相對嚴肅的應用場合，因為醫(yī)療設備稍有故障、誤動作可能就會造成醫(yī)療失誤，甚至危及用戶健康與生命，不但設備相關的驗證要求標準更高，針對應用需求設置的法規(guī)要求也相對嚴苛。
早在智慧醫(yī)療、IoT物聯(lián)網整合熱潮發(fā)展之前，在醫(yī)療設備、生理監(jiān)控等電子裝置中，早已導入FPGA(Field-programmable gate array)核心組件進行設備的功能設計，一方面因為FPGA具備高效能、超低功耗(Ultra low-power)與開發(fā)設計彈性外，也適合特殊行業(yè)應用的客制系統(tǒng)整合設計需求，在過去30多年醫(yī)療設備業(yè)者多數(shù)也使用FPGA進行產品設計與整合。
加上醫(yī)療產業(yè)的系統(tǒng)效能與穩(wěn)定性要求相對高許多，F(xiàn)PGA的可程序化開發(fā)功能不但可以因應系統(tǒng)功能擴展需求，也能提供相對穩(wěn)定、高效的作業(yè)表現(xiàn)，常見以 FPGA進行整合的醫(yī)療設備應用如呼吸輔助設備、心跳去顫器、內視鏡設備、計算機斷層掃描設備、核磁共振掃描設備、超音波設備、病人生理監(jiān)控設備等，都有使用SoC的FPGA組件所整合的設備產品。
FPGA的組件特性更適合用來開發(fā)醫(yī)療用IoT應用，不僅是目前常見醫(yī)療電子設備已廣泛實行 FPGA進行產品整合的先行優(yōu)勢外，F(xiàn)PGA本身可以搭配可程序化組件加速設備開發(fā)，同時又能提供設備持續(xù)維護、優(yōu)化的設計彈性，加上FPGA本身的高可靠度表現(xiàn)，可降低醫(yī)療設備開發(fā)過程的風險，同時也能針對不同國家、地區(qū)的醫(yī)療設備管制法規(guī)進行設備微調加速審查驗證時程。
運用高效能運算核心與可程序化應用功能，醫(yī)療設備的終端功能可以利用高可靠度的系統(tǒng)設計透過FPGA的邏輯組件進行開發(fā)整合，加上新型FPGA高度整合多元系統(tǒng)組件，也能進一步簡化電路載板的設計復雜度，讓核心功能可以直接透過可程序化功能進行布署，而不用動輒為了系統(tǒng)功能優(yōu)化動輒修改電子電路，簡化開發(fā)流程與時間，尤其醫(yī)療用途的高度精準、高效率、高穩(wěn)定要求應用可運用FPGA的邏輯組件進行功能布署，反而非關安全與穩(wěn)定性要求的子系統(tǒng)可透過軟件程序進行布署，進一步增強運用FPGA設計的醫(yī)療設備運行可靠度。
在醫(yī)療設備數(shù)字化、智能化與聯(lián)網應用強化后，使用頻次較少的進階醫(yī)療檢測設備甚至可以在體積縮小、功能優(yōu)化后，改實行動化的設備布署，例如，采用可移動式的臺車方式整合進階醫(yī)療檢測設備功能，如此即可減少醫(yī)療設備的使用彈性，高階醫(yī)療檢測設備還可在不同病房間移動應用，透過聯(lián)網整合進行醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸進一步增加檢測效能與服務質量，避免人工處理造成檢測過程冗長，提升醫(yī)護治療質量。
對于如呼吸器、自動給劑設備這類自動化設備，F(xiàn)PGA的高度可程序化邏輯布署，也可因應設備應用的實時互動需求進行功能布署，例如，針對患者的生理監(jiān)控征象進行設備運行條件的改變，如調整呼吸器運行狀態(tài)或是變更自動投藥的劑量等，加上智能醫(yī)療已開始嘗試導入IoT應用，進一步擴展如病床床邊生理監(jiān)控設備的功能應用，如透過物聯(lián)網將病人生命征象實時透過基礎網絡搭配云端技術儲存、運算、分析，或是實時遠程記錄醫(yī)療記錄，匯整更完整全面的醫(yī)療數(shù)據(jù)，協(xié)助醫(yī)生做出更精確的診療判斷。
透過IoT應用功能整合，進階醫(yī)療監(jiān)控設備甚至可以將功能優(yōu)化、成本降低，發(fā)展家用醫(yī)療遠程監(jiān)控應用，透過家庭網絡基礎環(huán)境進行醫(yī)療用物聯(lián)網布署，甚至應用無線通信技術達到醫(yī)療體征實時、不中斷的持續(xù)監(jiān)控，部分復原狀態(tài)較佳的病患也可提早返家持續(xù)監(jiān)控復原狀態(tài)。
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責編：yulina
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