www.course-as.com


PACS

AS_VIMeN
DICOM
Станции


Michelangelo
Модели
Комплектация
Cтоимость

"Michelangelo"
"AS_VIMeN"
DICOM Server

Графическая
База Данных


"AS_AVGBase"
"PATNAV"

Потоковая
Обработка


Stream
Processing

Зонная
Обработка


Zoned
Processing

DICOM Print

AS_MFVPrint
Data House
DICOM Server


"AS_DCMSRV"
AS_VData

Цифровая
Радиология


"AS_RTDR"
ТелеМедицина

AS_VIMeN-IC_RT
О О О
"Курс-АС1"


"Course-AS1"
Ltd.

Русскоязычные документыДанный документ в формате DOCEnglish DocsCurrent documenent in DOC file Глоссарий
    Иерархия :: "КУРС-АС1" (Home) / NCMEE

Новая Концепция Медицинского Приборостроения

Предпосылка создания Новой Концепции Медицинского Приборостроения

Анализ и систематизация медицинского приборостроения проводился на существующем многообразии сложной медицинской техники, таких категорий, как:
- ангиографические системы, рентгеновская аппаратура, системы ультразвуковой диагностики, мониторные системы и др., произведенные ведущими медицинскими фирмами: Siemens AG, Philips Medical, General Electric Medical и т.д.
Перечисленное медицинское оборудование относится к особо сложным многокомпонентным системам, использующим последние достижения науки и техники.

Эти системы реализованы по принципу индивидуального системо- и схемо-технического решения по каждому виду оборудования или даже отдельной модели, которые год от года модернизируются. При этом усовершенствуются основные функциональные блоки, повышается точность, качество их, увеличивается мощность излучающих и чувствительность принимающих элементов и т.д.

Указанное выше позволяет фирмам удерживать монополию цен на рынке путем выпуска уникального дорогостоящего оборудования стоимостью от 500тыс.$ до 2.5млн.$, с ограничением возможности расширения круга медико-технологических задач, решаемых каждым отдельным оборудованием, т.е. уменьшая универсализацию его.

Разработка современного медицинского оборудования требует значительных затрат, что могут позволить себе только крупные фирмы и концерны, а при наличии частичного или полного финансирования за счет госбюджета и другие предприятия. Архитектура и состав оборудования в настоящее время разрабатываются под определенную функцию и обеспечивают, достаточно полную ее реализацию.

В результате клиники и другие медицинские учреждения вынуждены либо нести постоянные расходы по приобретению нового оборудования, либо ограничить лечебную практику исходя из имеющегося, морально устаревшего оборудования. Одновременно, тот же состав и архитектура содержат в себе достаточный инженерно-технический резерв, способствующий расширению функциональных возможностей аппаратуры.

Базисы новой концепции медицинского приборостроения

Системотехнический Стандарт Медицинского Приборостроения

Анализ многообразия медицинского оборудования фирм изготовителей:
- всевозможных анализаторов - элементов малого медицинского приборостроения,
- диагностического оборудования (типа УЗИ) - элементов среднего медицинского приборостроения,
- сложных систем с АРМами или без них - элементов тяжелого медицинского приборостроения, позволяет иметь принципиальную возможность создания и реализации:
                  Системотехнического Стандарта Медицинского Приборостроения (MESS)
самой медицинской аппаратуры, интерфейсных систем пользователь - компьютер - аппарат, видео информационных и других сложных медико - технических комплексов.

Создание системотехнического стандарта основывается на проработке особо сложных медико - технических комплексов ( ангиографические комплексы, компьютерные томографы, видео - информационные медицинские системы ), которые включают в себя практически все вышеуказанные классы от датчиков до медицинской сети.

Адаптивная Система Управления AS-ECS

Резервные возможности существующий конструкций могут быть реализованы с помощью дополнения существующего оборудования Адаптивной Системой Управления (АS-ECS), открытой для конечного пользователя, в сочетании с перекомпоновкой ряда функциональных связей.

Адаптивная Система Управления включает в себя:
- Универсальный Интеллектуальный Интерфейс (UII);
- Систему Проектирования с редактором создания необходимой потребителю конфигурации и изменения функциональных связей между элементами системы;
- Систему Обработки Информации.
- Систему Визуализации Информации;

Для реализации функций Адаптивной Системы Управления, как открытой пользователю системы, предусматривается применение технологии программирования, обеспечивающей специальный интерфейс конфигурирования среды для каждого пользователя и адаптации к его потребностям всего программно-технического комплекса в соответствии с возможностями системы.

Такое дополнение оборудования Адаптивной Системой Управления, кроме самого факта повышения эффективности действующего оборудования, фактически превращает его в автоматизированное рабочее место.

Необходимо отметить, что стоимость Адаптивной Системой Управления составит не более 15-20% стоимости дорогостоящего оборудования, не только освобождая клинику от зачастую непомерных расходов по приобретению новой модели, но и давая возможность на старой модели реализовать качественно новые функции, превышающие возможности моделей следующего поколения. Для вновь создаваемых аппаратов Адаптивная Система Управления становится ядром, вокруг которого формируется система.

Как пример решения можно привести проект создания Адаптивной Видео-Информационной Медицинской Сети в клинике широкого профиля AS-VIMeN, использующей существующее в клинике оборудование и дополненное Адаптивной Системой Управления.

Адаптивные системы управления и визуализации

Система Проектирования Адаптивных Структур (SAdCAD)

Создание Системы Проектирования Адаптивных Структур (SAdCAD), реализующей Новую Концепцию Медицинского Приборостроения в разработке медицинских систем, вытекает в создание электронного и программного обеспечения, выполненного в рамках единой архитектуры. При этом на программно-математическое обеспечение возлагается функция построения логических структур, их взаимосвязей и управления, в то время как технические средства - Функциональные Элементы (FE) динамически реализуют схемотехнические построения и информационные потоки.

Для Системы Автоматизированного Проектирования Адаптивных Структур предусматривается:
- разработка необходимых рядов Функциональных Элементов низшей иерархии, согласуемых по системе управления и обеспечивающих реализацию основных функций измерения, преобразования, регистрации, обработки и выдачи информации в реальном времени;
- разработка Адаптивной Системы Управления (АS-ECS), обеспечивающей построение любого кон- кретного вида медицинского оборудования, состоящего из набора необходимых Функциональных Элементов (разработанных рядов) нижней иерархии.

Такая концепция позволяет достаточно быстро, осуществлять разработку и конструирование новых медицинских систем и оборудования, используя элементарные Функциональные Элементы из разработанных рядов с помощью Адаптивной Системой Управления.

Классы медицинского приборостроения

Разработка и внедрение элементов НКМП позволяет решить вопросы модернизации существующих систем, создания новых систем и оборудования без значительных капитальных вложений с повышенной эффективностью. НКМП является основой в создании системы автоматизации разработок нового медицинского оборудования и позволяет:
- разбить все многообразие медицинского оборудования на технологические унифицированные классы, с разбивкой по техническим признакам;
- оптимизировать себестоимость разработки, производства и сервиса медицинской аппаратуры, подобно системе ГАП (Гибкое Автоматизированное Производство) в машиностроении;
- обеспечить применение унифицированных узлов медицинского системотехнического конструктора в смежных областях деятельности.

Класс A - Датчики.
Класс B - Преобразователи параметров датчиков.
Класс C - Интеллектуальный интерфейс.
Класс D - Силовые преобразователи и приводы.
Класс E - Автоматизированное компьютерное управление.
Класс F - Медицинская видео - информационная сеть.
Класс G - Визуализации изображений, текстов.
Класс H - Глобальная медицинская сеть.

Класс A. Датчики

В этом классе выявлена возможность создания гаммы Матричных Датчиков для различных областей применения:

  1. в рентгенологии - система 2k*2k элементов и более с разрешением до 0.15 мм с непосредственным формированием телеизображения без промежуточных преобразований, с одновременным снижением лучевой нагрузки на пациента и с автокоррекцией неравномерности по пикселям (альтернатива нетехнологичному электронно - оптическому преобразователю и специализированной телевизионной системе);
  2. в радиологии - система до 256*256 элементов и более с разрешением до 1.0 мм с быстродействием до 100,0 тыс. отсчетов в сек. и более при снижении лучевых нагрузок на два порядка и режима реального времени (альтернатива дорогостоящему сцинциляционному монокристаллу в гамма-камерах);
  3. в сонографии - система до 512*512 элементов и более с разрешением до 0.5 мм непосредственным формированием телеизображения без промежуточных преобразований (альтернатива секторным и линейным сонодатчикам);
  4. в телевидении - цифровая телевизионная камера с авто коррекцией неравномерности по пикселям, работа в любом телевизионном стандарте и в специальных режимах, функциональное значение 2500*2048 элементов с разрешением 12b и более.

Класс С. Универсальный интеллектуальный интерфейс

Многообразие видов, модификаций, поколений и фирм - изготовителей медицинского оборудования приводит к необходимости создания системы универсального интеллектуального интерфейса управления любыми видами существующего медицинского оборудования, в котором системотехника является не жесткой с ограничением возможностей, а строится на уровне программного обеспечения, гибкость которого определяет универсальность и гибкость самого интеллектуального интерфейса.

При переходе от одного вида оборудования к другому структура интеллектуального интерфейса и управления в целом не изменяется, переменной частью станет количество функциональных элементов в наборе интерфейса, их быстродействие и программное обеспечение - установление закономерностей взаимодействия функциональных элементов.

Вышеуказанный подход позволяет строить медицинскую аппаратуру с автоматической настройкой при замене датчиков и объектов автоматизированного управления, наращивать систему и изменять схемотехнику согласно новым медицинским и техническим концепциям, идеям.

Класс B. Преобразователи параметров датчиков

Элементы этого класса являются частью класса C, но могут быть и отдельные специализированные решения.

Класс D. Силовые преобразователи и силовые приводы

Анализ преобразовательной техники, особо сложных генераторных систем (типа рентгеновских генераторов) позволил выделить системотехнически законченные функциональные элементы построения силовых генераторов с произвольной формой и величиной выходных параметров, получаемых выбором из мощностного ряда и ряда напряжений быстродействующих формирователей, выполненных по единой системотехнике, с возможностями работы:
- в параллель, для достижения заданных мощностей;
- в трех и многофазном режиме на сеть, силовые приводы и преобразователи (актуально для рентгеновских генераторов и им подобных)
- с альтернативными источниками энергии ( сетевая, ветровая, солнечная ) и определением альтернативности каждого источника энергии с оптимизацией использования ресурсов системы и максимальной отдачей от "дармовых" источников энергии.

Класс E. Автоматизированное компьютерное управление

Управление любых видов медицинского оборудования на современном уровне принципиально решается применением компьютерной техники на базовой основе процессоров серии PPC фирмы MOTOROLA и DSP процессоров реального времени фирмы TI, характеризующиеся большим параллелизмом работы в реальном масштабе времени, законченностью конфигураций функциональных элементов в виде чипов, прямой быстродействующей перекачкой массивов информации без участия главного процессора, большим ассортиментом расширенной периферии, использованием многозадачных операционных систем типа VxWorks UNIX, OS-9 и т.п., с хорошим ассортиментом прикладного программного обеспечения разработки, совместимостью с программным обеспечением инженерных АРМов, совместимостью с инструментальной шиной фирмы Hewlett-Packard - VXIBUS, основанной на шине VMEBUS и на PCI шине всех разновидностей.
На управление оборудованием компьютерам отводится роль отличной графической станции для визуализации процесса управления с хорошими интерфейсными возможностями, которая только устанавливает функциональные элементы медицинских систем в соответствующие состояния, а последние в автоматическом режиме осуществляют процесс управления.

Класс F. Адаптивная видео-информационная медицинская сеть

В настоящее время медицинские центры определяют спрос на медицинскую видео-информационную сеть реального масштаба времени объединенного формата Файл - ВидеоКадр (FVF).

Такая сеть должна обладать:
- Глобальной Быстродействующей Оперативной Синхронной Видеопамятью емкостью 4-64GB кадровой организации,
- глобальной долговременной памятью на оптических дисках,
- параллелизмом межкадровой обработки реального времени (режим субтракции),
- наличием кинорежима просмотра изображений,
- полиэкранным режимом отображения на несколько мониторов,
- возможностью подключения до 50 диагностических кабинетов в параллель,
- возможностью работы с различными телевизионными стандартами в параллельном режиме,
- наличием спецпроцессирования изображений для специфической обработкой изображений (фильтрации, Фурье - анализ, выделения, сравнения, гистограммы и т.д.)
- адаптивностью к медицинской аппаратуре любого вида, поколений и фирм изготовителей для съема информации в автоматическом режиме или при специализированном запросе,
- возможностью вывода на носитель информации типа бумага, фотопленка и т.д.

Проект Видео-Информационной Медицинской Сети AS_VIMeN

Класс G. Визуализация изображений и текстов

Класс G - это система высокого разрешения псевдореального или реального времени для визуализации изображений и текстов, работающая совместно с классом F - как источником информации и лазерным принтером - инструментом фиксации информации или монитором высокого разрешения, с обеспечением фотографического качества распечатки изображений.

Класс H. Глобальная медицинская сеть

Класс H - это оптическая или радиокомпонента для медицинской сети вплоть до космической связи, имеющая стандартный формат Файл - ВидеоКадр, характерный для классов F и G.

Централизованное хранилище базы данных пациентов AS_VIMeN-IC

Эпилог

В дополнение к вышеуказанному, комбинируя различные элементы некоторых классов из готовых функциональных элементов возможна сборка законченных самостоятельных устройств; примером может стать цифровая телевизионная система произвольного телестандарта с коррекцией пиксельной неравномерности чувствительности входного датчика.

Отдельные функциональные элементы описанного системотехнического стандарта обладают повышенной избыточностью, которая окупается унификацией разрабатываемых функциональных элементов и реализацией готовых изделий в рамках увеличения объема производства однотипных конфигураций с одновременным значительным уменьшением количества их типоразмеров.

Для обеспечения управления вышеуказанными гибкими структурами и аппаратурой, построенной согласно настоящей концепции, разработан язык CAPER, позволяющий создать инструмент проектирования гибких архитектур, одновременно реализующий саму систему управления, позволяющей непосредственному пользователю осуществлять мнемотехническое проектирование объекта с использованием математического формализованного описания задач и свободно генерируемого пакета заданных состояний.

Русскоязычные документыДанный документ в формате DOCEnglish DocsCurrent documenent in DOC fileГлоссарий
    Иерархия :: "КУРС-АС1" (Home) / NCMEE