发达国家的医疗保健服务已经超越了以医院为中心的模式,侧重于初级和二级医疗保健,而不仅限于医院。
这些举措促进了医院外使用且通常由患者自己使用的远程医疗设备的开发。
对远程医疗设备的迫切需求正在推动市场增长。
美国无线消费医疗设备的销售额在2010年达到6亿美元,预计到2011年将达到13亿美元。
但是,与全球医疗设备市场2000亿美元的年销售额相比仍然微不足道。
操作系统-关键区别元素操作系统是所有电子医疗设备的关键区别元素,制造商对此非常了解。
实际上,他们通常在选择主板之前先选择操作系统。
图1在不同行业中首先选择操作系统的项目所占的比例本文中的讨论不包括消费级医疗设备,例如,如果失败,则不会造成严重后果。
对于在故障情况下可能导致严重后果的设备,其操作系统的主要功能可以分类如下:信誉:在指定的时间段内对事件做出及时,正确的响应连接性:直接或通过网络与不同的设备和系统通信数据完整性和安全性:安全地存储数据并防止未经授权的访问。
以上每个功能都值得深入讨论。
在这里,我们仅关注最重要的功能-信誉。
图2一个简单的远程患者监控网络选择GPOS还是RTOS?信誉结合了可用性和可靠性。
可用性要求系统能够及时响应请求的可能性,而可靠性则表明正确的响应速度。
对可靠操作系统的要求是排除使用通用操作系统(GPOS),因为GPOS无法提供对可用性和可靠性的严格保证。
相反,实时操作系统(RTOS)本身经过精心设计,以确保可用性和可靠性。
设计人员可以依靠实时操作系统的可用性随时响应需求,并根据需要完成任务的可靠性。
因此,可以得出结论,大多数医疗设备都需要实时操作系统。
实时操作系统体系结构即使是简单的设备(如点胶机)也不允许发生故障。
如果故障导致数据损坏,则分配机可能会改变剂量,并且可以想象到最终的严重后果。
由于操作系统体系结构对系统的可靠性有重要影响,因此应首先对其进行严格评估。
实时操作系统的三种最常见的体系结构是实时执行,宏内核和微内核。
实时执行体系结构:基于实时执行体系结构,所有软件组件(包括内核,网络协议栈,文件系统,驱动程序和应用程序)都在相同的内存地址空间中运行。
尽管此体系结构是有效的,但它有两个明显的缺点。
首先,任何模块中的单个指针错误都可能损坏内核或任何其他模块使用的内存。
其次,系统崩溃后将不保留任何诊断信息。
宏内核体系结构:某些实时操作系统使用宏内核体系结构(其中的程序可以作为受内存保护的进程运行)来解决可能导致整个系统出现故障的内存错误。
这种体系结构确实可以防止用户错误代码损坏内核。
但是,内核组件仍与其他服务共享相同的地址空间。
因此,任何服务中的单个编程错误都可能导致整个系统崩溃。
微内核体系结构:在微内核实时操作系统中,设备驱动程序,文件系统,网络协议栈和应用程序均在内核外部的独立地址空间中运行。
因此,它们不仅与内核隔离,而且不会互相影响。
一个组件的故障不会导致整个系统瘫痪,并且该组件中的内存故障也不会影响其他进程或内核。
这样,操作系统可以自动重新启动发生故障的组件。
图3患者监控系统中微内核操作系统的关键功能。
在许多操作系统功能中,除了必须仔细评估系统体系结构外,其他重要功能还包括: