關鍵詞：微處理器　生物醫(yī)學　虛擬儀器　自定義功能　國內(nèi)外市場

   　虛擬儀器誕生于上世紀中葉，是由美國某儀器公司首先研制出的用于軟件測控的系統(tǒng),它的使用為測量技術開辟了新的篇章。虛擬儀器由計算機發(fā)展而來，通過相關軟件和硬件的升級和調(diào)配構建而成，是一種高性能的配備可視化界面的自動化儀器。一套完善的虛擬儀器要包括測試管理層、程序開發(fā)層、總驅(qū)動層和儀器驅(qū)動層四個層面。較之傳統(tǒng)的儀器，它憑借突出的優(yōu)勢迅速占領生物醫(yī)學市場，如高超的智能化程度，低廉的價格，較高的性價比和靈活易操作等，這些特點使得儀器的數(shù)據(jù)庫更加完整可靠，操作更加簡潔直觀，易用程度得到很大改善。其中，軟件是虛擬儀器的總樞紐，是整個儀器良好運行的關鍵所在，其開發(fā)環(huán)境包括VisualBasic, LabVIEW以及LabWindows/CVI等項目。如今科技飛速發(fā)展，在生物醫(yī)學領域，各個環(huán)節(jié)都需要精確的數(shù)據(jù)，頻繁的采樣和高速的數(shù)據(jù)傳輸，計算機的升級為虛擬儀器提供了優(yōu)越的推廣空間，并憑借它強大的功能和低廉的價格，使其在醫(yī)學領域獲得了較大的發(fā)展空間和較強的生命力。

 

1　虛擬儀器在生物醫(yī)學領域的運用

　　上個世紀末，虛擬儀器在生物醫(yī)學領域已得到廣泛應用,其開發(fā)平臺LabVIEW能夠直觀的將編程程序和前面板結(jié)合在一起，使其操作更加便捷，C語言的開發(fā)環(huán)境更加優(yōu)越。做為一種以軟件為核心的新興儀器，虛擬儀器在生物醫(yī)學工程領域發(fā)揮巨大作用，它不僅能對各種醫(yī)療器械進行診斷和檢測，還能準確建立數(shù)據(jù)庫，對醫(yī)學科研工作者來說，是必不可少的測試性工具。例如它能快速整理有效信息，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的信號發(fā)生器，快速合成所需的病理心電數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)務人員更好的解決實際需要。下面，繼續(xù)就醫(yī)學儀器和功能拓展兩個領域進行詳細談論。

1.1　在醫(yī)學儀器范圍內(nèi)的運用

　　虛擬儀器采用計算機數(shù)配控制操作系統(tǒng)，首先代替了傳統(tǒng)的人工操作模式，避免因個人原因造成的數(shù)據(jù)誤差和統(tǒng)計錯誤，其次也代替了傳統(tǒng)的信號發(fā)生器，它功能單一，價格較高且波形種類不齊全，虛擬儀器憑借其高超的性價比得到了醫(yī)學界的廣泛肯定。   

　　虛擬儀器可充當醫(yī)學信號模擬器來對各種醫(yī)療設施進行檢測和修復，使其不斷處于最佳狀態(tài)，它能自動篩選有用數(shù)據(jù)和文件并快速傳輸，目前已發(fā)展至醫(yī)學界的重要輔助器材。同樣，另一個生物醫(yī)學界十分重要的輔助工具是心電數(shù)據(jù)庫，用于分析數(shù)據(jù)和儀器自動化匹配，目前全球較為先進的心電數(shù)據(jù)庫為美國的MET-BIM，但它仍采用磁帶記錄動態(tài)數(shù)據(jù)的方法，導致誤差較大。而基于虛擬儀器的心電數(shù)據(jù)庫對病人的心電信息進行長期的準確的跟蹤調(diào)查，其內(nèi)存采用超大容量硬盤，對病人信息和樣本進行永久保存，并能做出及時的數(shù)據(jù)分析報告。較之普通的心電數(shù)據(jù)庫，虛擬儀器能夠毫無困難的保存海量數(shù)據(jù)并進行遠程傳遞分析，為生物醫(yī)學研究者的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)盡可能的提供便捷。

　　與此同時，它為醫(yī)療器械的開發(fā)創(chuàng)新提供了新的思路和眼界。由于醫(yī)療器械關系重大，影響著生物醫(yī)學界的前景和未來，所以每一種儀器的研發(fā)都要經(jīng)過反復的海量實驗才能確保萬無一失。但在過去是通過硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和分析的，造成了難度高，成本高和浪費高的“三高”現(xiàn)象。虛擬儀器的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)象，它與計算機同步，充分利用了廣泛資源，將硬件軟件化，擴充軟件容量，精密操作儀器，使醫(yī)療器械在價值，功能和周期上都更容易被醫(yī)學界接受，徹底實現(xiàn)了自動化和智能化的標準。到目前為止，用于采集功能的血鉛分析儀就是應用虛擬儀器來開發(fā)語言LabVIEW的。

1.2　在功能拓展范圍內(nèi)的運用

由于傳統(tǒng)儀器在功能和速度上具有的局限性，虛擬儀器的研制能夠便捷的拓展其功能和修復漏洞。比如用于采集信號的老式心電圖儀器，使用虛擬儀器將軟件中的信號由中波變小波處理后，就能提取R波，從而實現(xiàn)準確的心率計算和電子數(shù)據(jù)庫顯示。此外，要想達到心電監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲，使用虛擬儀器無需改變原儀器的內(nèi)部結(jié)構，只需添加新的配備軟件即可。其中，LabVIEW在這方面的優(yōu)勢是最為明顯的，它能根據(jù)科研人員的需要隨時改變設計程序，發(fā)布新的指令，接受新的任務，有著其他儀器無法比擬的優(yōu)勢。它的核心技術是軟件分析包，除了能分析傳遞數(shù)據(jù)以外，還能過濾噪音，調(diào)配最高和最低頻度，調(diào)整緩存大小等。通過一系列的采樣和數(shù)據(jù)分析，LabVIEW將獲得的數(shù)據(jù)進行模塊處理，待形成數(shù)列組合后在屏幕上顯示。對于LabVIEW來說，醫(yī)學信號的處理相當簡單，只需將程序中的每一個子模塊連成并列模塊即可，系統(tǒng)會自動建立數(shù)據(jù)庫，其中包括數(shù)值統(tǒng)計，窗口分析，曲線擬和以及信號采納等項目。在我國，LabVIEW的應用時間很短，用戶較少，但其生命力是強大的，相信在不久的將來它能在我國生物醫(yī)學界普遍應用，這將成為生物醫(yī)學工程領域中跨時代的飛躍。

 

2　虛擬儀器在生物醫(yī)學領域的重大意義

　　虛擬儀器的發(fā)明以計算機為母體，以軟件為核心，利用計算機的升級和更新?lián)Q代來不斷新鮮自己的血液，擴充自己的價值，特別是在生物醫(yī)學工程領域，它在數(shù)據(jù)分析，樣本儲蓄，傳輸速度和處理漏洞等方面至今無以匹敵。傳統(tǒng)的醫(yī)學儀器由于體積龐大，價格昂貴，功能不全等缺陷，使生物醫(yī)學研究受到極大阻礙。而虛擬儀器在很大程度上打破了這些障礙，使科研變得更為便捷和精確。它不僅能迅速掌握患者的各項生理數(shù)據(jù)，還能自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存，樣本分析和資源共享。虛擬儀器的整個系統(tǒng)通過精密軟件為依托，其精確性和穩(wěn)定性都能得到可靠保障，且運行方便，節(jié)約成本，易于維修，逐漸成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的主流生物醫(yī)學工具。

 

3　總結(jié)

在科技如此飛速發(fā)展的當今，通訊網(wǎng)絡技術的日益成熟，虛擬儀器在生物醫(yī)學工程領域的步伐也餓越來越矯健，不斷地向高速化，遠程化和精密化發(fā)展，旨在為生物醫(yī)學工程領域帶來光明的前景和卓越的貢獻。