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ARM核心板在腦電監(jiān)測TCI注射泵中的應用

來源:網絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞: ARM核心板,TCI注射泵

      1.1背景事件

      針對患者手術中麻醉劑的施用,當麻醉劑量超標時,容易造成患者心跳、呼吸驟停從而造成腦損傷。傳統的麻醉劑注射依靠麻醉師的經驗,而新型的腦電監(jiān)測TCI注射泵則將BIS(腦電監(jiān)測)與TCI(靶控輸注)相結合,真正實現個體化鎮(zhèn)靜麻醉,減少麻醉風險。

      1.2腦電監(jiān)測TCI注射泵控制主板功能需求

      腦電監(jiān)測TCI注射泵在常規(guī)注射泵基礎上,通過接收“腦電分析儀”的數據來進行分析決策注射量和注射速度,使注射更加科學,更加安全。

    ARM核心板在腦電監(jiān)測TCI注射泵中的應用

      控制主板主要功能需求:

      顯示接口,外接7寸以上真彩液晶,支持觸摸屏;

      RS-232接口,連接腦電分析儀;

      PWM,控制注射電機;

      ADC,采集注射管位置數據信息;

      聲卡,注射過程提示;

      以太網,連接服務器,實現數據上傳;

      1.3腦電監(jiān)測TCI注射泵控制主板設計難點

      1.觸摸屏“飛點”,頻繁操作失誤

      注射泵采用7寸四線電阻式觸摸屏,在操作過程中“飛點”現象嚴重,導致頻繁誤操作并影響用戶體驗。通過觸摸屏繪線,可發(fā)現明顯的“毛刺”與“波浪”,如圖1所示。

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      圖1 觸摸屏操作繪線

      2.觸摸響應速度慢,且偶爾發(fā)生死機

      腦電監(jiān)測TCI注射泵內部程序較為復雜,軟件處理任務較多,時有觸摸按鍵點擊后、反映過于遲鈍現象,且偶爾會出現系統死機,需重啟設備現象。

      3.偶發(fā)性斷電重啟失敗,造成設備無法正常使用

      注射泵關機采取直接斷電方式,測試過程中發(fā)現在頻繁的開關機操作中,設備偶爾出現無法啟動的現象,分析發(fā)現,該現象為斷電后操作系統文件系統丟失(原存儲在flash中)。偶發(fā)性現象在早期所有測試樣機中均不同程度復現,嚴重影響產品品質。

      1.4我們的推薦方案

      針對客戶的功能需求與設計難點,ZLG致遠電子推薦采用M3352工控核心板,協助客戶快速完成產品開發(fā),項目框圖如圖2所示。

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      圖2 項目框圖

      1.觸摸屏硬件濾波配合軟件驅動去除“飛點”

      四線電阻觸摸屏接口電路如圖3所示,為防止觸摸屏受干擾而出現較大識別誤差,加入了低通濾波電路;需注意電容C78~C81選型,容值不能超過0.01μF,否則觸摸屏反映遲鈍或無法正常識別,建議取值1nF。

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      圖3 觸摸屏電路

      除硬件濾波外,觸摸屏驅動需增加去除“飛點”的算法處理,最終的觸摸屏實現效果如圖4所示,繪線已十分平滑。

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      圖4 觸摸屏繪線

      2.采用工控核心板,Cortex-A8處理器

      觸摸響應速度慢、偶發(fā)性死機,與軟件處理的任務復雜度及處理器性能相關,同時不排除軟件設計、硬件設計問題(如驅動程序、電源電路、主板抗干擾性能)引發(fā)設備死機。

      M3352核心板采用Cortex-A8處理器,主頻達800Mhz,性能為普通ARM9處理器的4倍以上,完全可滿足注射泵對處理器性能的需求。同時,ZLG核心板軟件、硬件均經過嚴格的壓力測試,且穩(wěn)定性歷經醫(yī)療、電力、軍工等各行業(yè)考驗。

      3.十萬次flash掉電測試,可靠文件系統

      設備斷電重啟后無法啟動,多為意外斷電導致的文件系統損壞或文件系統丟失。文件系統是指操作系統用于明確磁盤或分區(qū)上文件的方法和數據結構,即在磁盤上組織文件的方法。

      文件系統常見異常:

      文件系統掉電丟失,系統無法啟動、重要記錄數據丟失;

      文件系統損壞,存儲數據出現位錯亂、重要文件無法打開讀取。

      M3352核心板以及ZLG致遠電子ARM工控產品,文件系統在讀寫過程中經過10萬次頻繁上下電測試:

      確保文件系統可靠;

      確保意外掉電文件系統不丟失。

      1.5推薦產品

    ARM核心板在腦電監(jiān)測TCI注射泵中的應用

      圖6 M3352核心板

      M3352核心板,靜電、浪涌、脈沖抗干擾設計符合工業(yè)4級;

      主要功能特點:

      TI Cortex-A8 AM3352處理器,800MHz主頻

      支持WinCE與嵌入式Linux操作系統

      6路UART接口

      2路CAN接口

      2路高速 USB OTG(內置PHY,480Mbps)

      2路以太網(其中1路為千兆MAC)

      機械尺寸60mmx45mm

      工作溫度-40℃~+85℃

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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