虹科PCAN醫療應用系列Part 3

案例背景

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情爆發後,醫療方艙由於其能夠快速展開部署,環境適應性強等諸多優點,在這個特殊的形勢下,充當了救急醫院,它由若干可移動的模塊建成,包括病房區,檢驗方艙,醫療手術艙,藥品存儲方艙等,有急救、手術、檢驗等多個模塊化系統及輔助設備。各個模塊化系統既可單獨使用,也可無縫連接組建成大規模移動醫院,既可以共享方艙內的設備資源,又便於對傷病員進行快速、高效處置。

圖(一) 醫療模塊示意圖

醫療方艙面臨的問題

衛生裝備飛速發展,信息化水平不斷提高,方艙種類越來越豐富、功能越來越強大。其中醫療方艙的發展呈以下特點:

①信息化要求更高。

    大量的儀器儀表之間和儀器與主機之間需要進行大量的信息交換。計算機與網絡技術的發展,使故障診斷、監控、管理等任務可以遠程完成。

②系統化的發展。

    各種功能的方艙模塊不再孤立存在,而是相互配合。這樣對醫療平台的參數調控、管理等方面要求更高。方艙醫療平台信息管理系統不僅要對每個方艙內部的各個醫療設備(如X 線機、驗血儀等)進行信息的採集和傳輸,還要對每個衛生技術車輛與方艙內部環境參數(如:運血車內部溫度、艙內部大氣的污染物顆粒濃度、制氧車的氧氣流量和濃度等)進行監控。此外,有些方艙模塊,如手術車、術後監護車等,對其內部的微環境(溫度、濕度、氧濃度、大氣中固體顆粒濃度等指標參數)有較嚴格的要求,以滿足傷員及醫務人員的舒適度。

如果過程控制系統多數採用RS232、RS485 等串行通信接口與計算機聯網構成的DCS 管控系統,存在不容易擴展、佈線多、控制櫃體積大的缺點,給系統造成維修困難、易引發故障、傳輸不穩定等問題,這就急需簡化佈線。此外,在儀器儀表出現故障時,操作員需要親自去現場檢查,花費大量時間排查。這就需要係統在遇到故障時,能快速指定準確的地址,得到更多的診斷信息。

虹科PCAN-miniPCIe卡在醫療方艙中的應用

虹科CAN卡可以使原來需要大量電纜進行點到點連接的眾多現場設備信號可通過一對電纜來傳輸,可以顯著減少電纜的使用量及降低相關的材料和安裝費用。

圖(二) 虹科PCAN卡圖示系統

圖示系統主要由上位機監控軟件(PCAN-view和PCAN explorer 6)、基於miniPCIe總線的CAN適配器及與其相配套的驅動程序構成。基於上位計算機平台的監控軟件通過驅動程序完成與CAN適配器的數據交互,讀取CAN適配器接收到的來自方艙現場的數據,實現數據的存儲、顯示和報表,供醫護人員和技術人員觀察現場的實時信息,他們還可以通過上位機監控軟件,將所需的控制信息通過CAN接口卡有CAN現場總線傳輸至各個方艙以控制相應的執行機構。

上位機可採用PC, 因為PC有PCI、PCIe、miniPCIe等總線插槽,利用插入總線插槽的CAN接口卡,使得系統容易與其他方艙聯網,便於統一調度和管理。另外選用PC還可以充分利用現有的軟件工具和開發環境,方便快捷的設計功能豐富的計算機軟件。

CAN總線採用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線,把多個儀器儀表連接成網絡系統,並按公開、規範的通信協議,在位於現場的多個控制設備之間及現場儀表與遠程監控計算機之間,實現數據傳輸與信息交換,形成各種適應實際需要的自動控制系統。

CAN通信卡可選用PCAN-miniPCIe FD總線通信卡,為市場上成熟產品, 它可以支持CAN FD和CAN2.0B 協議( 兼容CAN2.0A 協議),CAN上電氣隔離達到300V,在醫療車輛行駛中,存在線纜、節點受干擾的情況, 還可以採用雙CAN 冗餘通信系統, 工作穩定, 數據傳輸可靠, 可以大大提高系統的安全性。 

虹科PCAN接口卡的關鍵特性

圖(三) 虹科PCAN接口卡

關鍵特性

支持USB,PCI,PCIe,MiniPCIe,M.2,PC/104,PCI/104,cPCI等多種接口類型;

 1、2或者4路高速CAN/CAN FD通道(ISO 11898-2)

符合CAN規範2.0A(11位ID)和2.0B(29位ID)

對於每個CAN通道,分別在最高300 V的CAN連接上進行電隔離

支持Windows,Linux等操作系統,提供上位機軟件及二次開發包;

擴展的工作溫度範圍從-40到85°C

總結

通過虹科多通道PCAN接口卡搭建方艙醫療系統,有減少佈線、提高信息傳輸的穩定性和安全性、便於網絡集成等優點。滿足了醫療設備行業對實時性和穩定性的要求。如您也想更進一步了解PCAN接口卡,請聯繫宏虹電子獲取產品資料和試用機會。

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