浅论医学电子仪器中虚拟仪器技术的运用

王宇峰

摘 要：随着科学技术的进步，虚拟仪器得到了越来越广泛的推广，逐渐的实现了在医学电子仪器中的应用。虚拟仪器不仅具有普通仪器的功能，而且它是经过特殊设计的一组硬件和软件，拥有一般仪器不具备的功能。该文简要的介绍了虚拟仪器的基本组成结构，并对它在目前医学电子仪器中的应用做了具体的分析，为虚拟仪器在医学中的应用提供了依据。

关键词：医学 虚拟仪器 电子仪器 技术运用

中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0056-01

医学中使用的电子仪器是通过数据的输入、传输，然后得到反馈，进行信号处理和结果记录，最终在PC机上显示出来。这就需要提供数据的采集硬件，才能完成在PC机中的信号检测。对于需要反复试验的传统医疗仪器，如果可以实现仪器的软件化，就更有助于仪器的更新与升级。虚拟仪器则为医疗仪器的软件化、智能化提供了技术支持，为电子仪器更好的在医学中应用提供了一个很好的平台。

1 虚拟仪器的概念

1.1 虚拟仪器的定义

虚拟仪器是在计算机的基础上通过增加软件和硬件构建的，具有可视化界面的仪器。其实质是利用计算机，结合模块化的硬件和灵活的软件实现数据的采集、分析和出来，完成各种测试、测量，给我们带来了很多的便捷。虚拟仪器的先进之处在于，根据你需要的功能进行软件编程，完成测试。另一方面，可视化的开发工具应用到产品设计的每一个环节，从而提高了产品开发的效率。虚拟仪器还能够提供强大的数据处理软件包，智能化程度高，处理能力强，具有可操作性，方便快捷。

1.2 虚拟仪器的结构

虚拟仪器的系统主要是由计算机、硬件平台和应用软件组成的。计算机包括PC机、服务器和工作站等。计算机是虚拟仪器的核心，为软件开发提供了应用环境。传统的硬件系统由控制面板和内部处理电路组成，它对数据进行采集，然后检测，实现信号的数字化。它能够实现信号的预处理，对信号进行放大、整形、滤波，经过处理的信号进入数据采集卡进行再处理。数据采集卡与计算机的紧密结合，使得计算机的资源被充分利用，比传统的仪器更加灵活便捷。

软件部分在虚拟仪器中占着举足轻重的地位，主要包括虚拟仪器应用软件的开发平台、仪器的驱动程序和信号处理技术。

1.3 开发平台

作为虚拟仪器的开发平台，在软件开发中起着重要的作用。它作为一种图形化的编程系统，在医学实验室中应用最为广泛。在用虚拟进行编程时，不用写程序代码，而是选用流程图，更加方便快捷。流程图节点之间的数据流向决定了虚拟仪器的执行顺序，不需要程序语言来进行控制。使用图形可以让技术人员与开发人员之间的交流不存在障碍，更加面向用户终端，容易理解，且提高了工作的效率。

2 虚拟仪器的应用

随着科学技术的不断发展，虚拟仪器技术也应运而生，并得到广泛的应用，它在医学中的应用也逐渐被推广。国外已利用虚拟仪器生产动态心电图仪，对患者进行24 h信号监控，具有很强的快速检索及分析数据的能力，目前，在国内的一些大医院已经采用，取得了很好的效果。近几年，国内在医学电子仪器中使用虚拟仪器的研究也在不断发展，不断进步。

2.1 在医疗装备开发中的应用

医疗设备的开发生产需要进行反复的实验，验证它的功能是否可行，如果采用原始的硬件开发技术，在研发的过程中需要做大量的实验，这样既浪费时间，又提高了成本，对于医疗设备的开发很不利。如果选择虚拟仪器进行产品开发，可以通过修改软件程序来实现功能的更改，这样增加的软件的工作量，而对于工作人员来说，提高了效率，降低了成本，缩短了研发周期，这样就大大的促进了医疗设备的开发应用。

2.2 在信号处理系统中的应用

在医学信号的处理中，包括信号的预处理和再处理的过程。如果不进行信号的预处理，它的低频率和低幅值，会导致信号受到电磁波或其他信号的干扰，影响测量结果的准确性。虚拟仪器可以利用它的放大、滤波功能对输入的信号进行预处理，完成信号的分析、诊断、存储等。虚拟系统可以对强大的数字信号进行处理和分析，它具有直流交流成分分析、脉冲测量、振幅测量、信号提取、高级数学分析等功能，此外，它还能够对可视化的信号进行处理，涵盖积分、微分、导数等功能。利用此技术还能对含有噪声的心电信号进行处理，完成对信号的分析功能，为心电信号的处理提供了一种可靠的方法。

2.3 在信息数据库管理中的应用

病人的个人信息及病例等都需要进行保存，无论是传统的手工整理的信息，还是电脑里存储的信息，只能够起到保存的作用，不能够对数据进行分析比较，研究它们之间的相关性，从而不能进行有效的管理。因此需要虚拟仪器建立以数据库为中心的数据管理系统，对病人的各种信息进行有效的管理，并为以后病人的治疗提供可依据的方案。

2.4 在远程医疗诊断中的应用

随着社会的不断进步，人们对于远程医疗的需求越来越多，希望能够不去医院，在家中就可以进行病情的诊断。随着人们需求的增加，基于互联网的远程医疗诊断系统就应运而生。利用虚拟系统中强大的网络通讯功能，利用一项基于TCP/IP协议的技术，在网上实现数据测量和数据交换，再将测量的数据进行传导，这样一个远程医疗诊断系统就诞生了。目前，一些专家已经建立了这种远程医疗诊断的模型，利用互联网对病人的各项指数进行随时监控和诊断。

2.5 在扩展传统仪器功能方面的应用

采用虚拟仪器可以降低传统仪器更新的成本，使传统仪器更加的数字化、智能化。在传统仪器上应用虚拟仪器，可以提高仪器的效率，增加仪器本身的功能。一些专家在心电图监控系统上，利用虚拟仪器，加入微型计算机和数据采集卡，这样就可以对心电信号进行实时监控，并且对其数据进行小波处理，使得到的数据更加的精确，也能够对心率的变异进行分析，大大的提高了原有仪器的功能，更加直观、数字化。

3 结语

利用虚拟仪器与传统仪器结合，可以降低成本，提高效率，拓展传统仪器的功能，这在医学电子仪器的研究领域是一个重大的进步。虚拟仪器在医学界的应用，展现了它巨大的优越性与生命力，为我国医学电子仪器的发展提供了一个很好的契机。它的广泛应用也为人们的生活提供了便捷，展现了我国在医学界的伟大实力，为我国医疗事业的蓬勃发展提供了有力的条件。

参考文献

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