手持式医疗电子设备的设计实现

随着医疗电子设备产业的快速发展，用于个人保健的移动手持式医疗电子设备也同样在快速发展。不管是手持式除颤仪还是动态血糖监视仪，设计这类产品都不是一件容易的事。选择适当的元件满足设计规范要求、尽可能降低成本、确保设计方案的功率、特别关注产品的实际大小等等，都是在产品设计过程中必须考虑的问题。除此之外，还必须确保产品简单易用，所用的元件符合FDA要求。比如，其中一项规定是要求用于医疗电子设备的元件必须五年内不停产。由于这些限制，医疗电子设备的设计人员还必须关注如何缩短设计周期、减少元件数量、降低产品成本。

当前的设计方法

图1和图2是目前市场上流行的两款手持式医疗电子设备的结构框图。图1是血糖监视仪的结构框图，图2是血压监视仪的结构框图，图3是它们的电源管理单元。

图1：血糖监视仪的结构框图。

这两种设备在基本电路构造上非常相似，只是连接的传感器有所不同。

这种典型的手持式医疗电子设备主要包含内核(执行所有数据处理与系统级管理任务的微控制器)，以及外设元件。其中，外设元件包括：
1. 传感器，血糖监视仪中的有创／无创生物传感器，或者血压监视仪中的血压传感器；
2. ADC，将从转换器得到的模拟信号转变为数字形式；
3. 输入信号处的滤波器，用于滤除噪声；
4. LCD控制器以及向用户显示相关信息的LCD；
5. USB接口，可与PC同步，显示并存储数据；
6. 非易失性快闪存储器，可存储代码与数据；
7. 包含升压转换器与线性稳压器的电源管理系统。

外设元件都在微控制器外部，通过通用GPIO或专用引脚连接到微控制器。

然而，这种设计方法存在一些局限性，主要体现在以下方面：由于全部使用外部元件，所以元件数量很多，需占用较多的PCB空间；外部元件越多，PCB走线上感应噪声的几率就越大；所有元件是需经过FDA认可；硬件与软件开发时间延长；很难方便地对设计方案加以改动。