關于醫(yī)療電子行業(yè)測試分析和應用

一、醫(yī)療電子行業(yè)背景及發(fā)展現(xiàn)狀

1、背景介紹

隨著全球人口老齡化、醫(yī)療保健成本日益增加以及新興發(fā)展國家對醫(yī)療診斷和治療需求的不斷增加，全球范圍市場對醫(yī)療電子產(chǎn)品的需求將越來越大。而受近年經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及國家對全社會醫(yī)療服務體系建設重視程度的不斷提高，中國醫(yī)療電子市場的需求也正在呈現(xiàn)快速穩(wěn)定發(fā)展的階段。中國已成為僅次于美國和日本的世界第三大醫(yī)療器械市場。這種持續(xù)增長市場的需求大大刺激了各國在醫(yī)療電子領域的投入，醫(yī)療電子設備制造商不斷提高技術水平，擴大創(chuàng)新應用，促進了全球醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。

2、醫(yī)療電子發(fā)展現(xiàn)狀

就目前全球醫(yī)療電子產(chǎn)品構成而言，美國和歐洲公司的產(chǎn)品占據(jù)統(tǒng)治地位，其次是日本在一些專業(yè)項目上也具有一定優(yōu)勢。

我國醫(yī)療電子行業(yè)因起步晚，基礎弱，產(chǎn)品主要集中在中低端產(chǎn)品，高端設備對于進口依賴較為嚴重。但隨著國內(nèi)企業(yè)研發(fā)力量的快速提高，以及市場重心從高科技向普及型轉移，國內(nèi)產(chǎn)品的競爭力正逐步增強，出現(xiàn)了一批具有核心競爭力的公司，分別在數(shù)字化醫(yī)學影像及體外診斷等方面取得優(yōu)勢。在行業(yè)高投入且追求更快的產(chǎn)品周期的環(huán)境背景下，如何能提高測試效率并降低測試開發(fā)成本也成為產(chǎn)品研發(fā)階段需要關注的事情。

二、測試技術分析

RIGOL可為用戶提供較為完備且具性價比的測試測量儀器，能夠滿足醫(yī)療電子器械研發(fā)生產(chǎn)公司的測試要求，且降低前期預研階段的資金投入，加快產(chǎn)品的研發(fā)周期。下面我們針對高頻電刀及呼吸機等醫(yī)療設備在研發(fā)階段的測試分析，幫您了解RIGOL儀器產(chǎn)品的測試應用。

1、產(chǎn)品測試介紹

高頻電刀測試分析

電凝器高頻電刀（高頻手術器）是一種取代機械手術刀進行組織切割的電外科器械。

由于高頻電刀可同時進行切割和凝血，在機械手術刀難以進入和實施的手術中（如：腹部管道結扎、前列腺尿道腫物切除）得以普遍應用。由于其對精度要求較高，因而對于工作時的功率波形、電壓、電流等各種安全指標都需要嚴格的檢測。

其中功率輸出的測試可通過使用示波器測試輸出端電壓及輸出回路電流來進行計算得出；輸出功率調(diào)節(jié)的精度及準確度是保證手術安全進行的根本，所以對于高頻電刀調(diào)節(jié)輸出功率的準確度可通過差分探頭和示波器來準確測量。

圖1 高頻電刀輸出功率測試

此外，有些廠家的高頻電刀具有人性化、個性化的功能設計，可根據(jù)人體組織電阻抗監(jiān)測及神經(jīng)電生理刺激模式，來判斷不同部位及病痛階段調(diào)整治療模式。

因而在測試過程需要精確模擬人體部位電阻及神經(jīng)電信號來測試電凝器是否可輸出準確的治療頻段信號模式。所以可以通過高精度的電壓表測試模擬阻抗的阻值，并使用函數(shù)任意波形發(fā)生器來模擬神經(jīng)電信號來測試電凝器的輸出模式是否準確。

圖2 模擬測試生理刺激模式

呼吸機測試介紹

在現(xiàn)代臨床醫(yī)學中，呼吸機作為一項能人工替代自主通氣功能的有效手段，在現(xiàn)代醫(yī)學領域內(nèi)占有十分重要的位置。

通常在測試時，會在呼吸機的通氣管路中內(nèi)置壓力傳送器，將呼吸機工作時通路中氣體的壓力轉為電信號，輸出給示波器，來顯示電壓變化波形。經(jīng)過長時間監(jiān)測，最后通過電壓與壓力間關系得出通路中壓力限制，呼吸頻率,分鐘通氣量等關鍵參數(shù)。

圖3 呼吸機壓力測試

便攜移動醫(yī)療監(jiān)測設備通信測試介紹

隨著互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍逐漸完善，人口老齡化、醫(yī)療成本增加及遠程監(jiān)測等新的社會情況的出現(xiàn)，將促使醫(yī)療設備朝著便攜性，互聯(lián)性方向發(fā)展。未來移動互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療行業(yè)將進入非常快速的發(fā)展階段。

圖4 遠程監(jiān)護設備通信測試

圖5 無線接收端靈敏度及誤碼率測試

在移動互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療行業(yè)中，對于醫(yī)療器械的要求不但要滿足正常的使用功能，還要滿足穩(wěn)定的通信需求。因而對使用Wifi，藍牙等通信模塊的測試也成為醫(yī)療電子設備的測試關鍵項目。通常需要測試的項目有設備上傳信號的載波頻偏，發(fā)射功率及接收端的信號接收靈敏度及誤碼率等參數(shù)。通常對于上述幾項指標的測試我們可以提供包括頻譜儀，射頻信號源及示波器的測試系統(tǒng)進行準確高效的測試。

心電圖機測試介紹

心電圖機是記錄心電圖的儀器，能將心臟活動時心肌激動產(chǎn)生的生物電信號（心電信號）自動記錄下來，為臨床診斷和科研常用的醫(yī)療電子儀器。

對心電圖機的測試，一般都要求mV級信號，所以可以通過函數(shù)任意波形發(fā)生器的任意波功能產(chǎn)生小幅度心電圖信號對儀器進行測試。

圖6 函數(shù)任意波形發(fā)生器產(chǎn)生小幅度心電信號

圖7 函數(shù)發(fā)生器內(nèi)置多種任意波形

2、醫(yī)療電子產(chǎn)品的電磁兼容預測試

隨著醫(yī)療電子設備技術的發(fā)展，導致其電磁兼容環(huán)境日益復雜，如醫(yī)用設備的EMC性能設計不當，很容易造成設備的失靈、失控和失效，危害患者和醫(yī)護人員的健康。

為此，國家食品藥品監(jiān)督管理局在2012年12月27日發(fā)布了醫(yī)用電氣產(chǎn)品的電磁兼容產(chǎn)品類標準YY 0505-2012《醫(yī)用電氣設備 第1-2 部分：安全通用要求 并列標準：電磁兼容 要求和試驗》，要求從2014年1月1日起對醫(yī)用電氣產(chǎn)品分類強制執(zhí)行該標準。因而該標準的出臺，有利于規(guī)范醫(yī)療電子行業(yè)產(chǎn)品的電磁兼容測試標準。

圖8 近場輻射測試確定干擾源器件

面對更加嚴格的電磁兼容規(guī)范標準，所有的醫(yī)療電子設備生產(chǎn)廠家都需要在研發(fā)設計階段開始考慮產(chǎn)品的電磁輻射指標，或在醫(yī)療器械檢驗所進行電磁兼容測試時能夠現(xiàn)場進行有針對性的整改，以提高產(chǎn)品通過效率?；诖?，RIGOL可為用戶提供具有EMI濾波器及準峰值檢波器功能的頻譜分析儀，并配備近場探頭完成產(chǎn)品的電磁輻射預測試，可準確定位干擾源，進行針對性的整改調(diào)試。所有測試結果都可以通過軟件自動生成測試報告。

圖9 EMI測試生成報告

三、總結

針對于現(xiàn)在醫(yī)療電子行業(yè)整體外部環(huán)境競爭激烈，對于新產(chǎn)品需要更快的研發(fā)周期及盡量早的產(chǎn)品發(fā)布，且投入較高的現(xiàn)狀。RIGOL可以為您提供更具性價比的測試儀器，幫助您的產(chǎn)品更早地投入應用。

產(chǎn)品配置