Способы организации связи с объектом исследования.

Типичный вариант интерфейса для связи между медико-биологическими измерительными и исполнительными устройствами с ком­пьютером это когда устройства сопряжения включают в себя, как минимум, аналоговый мульти­плексор, аналого-цифровой (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) пре­образователи. Аналоговый мультиплексор – устройство, пред­назначенное для поочередного подключения каналов съема информации ко входу АЦП. Цифроаналоговый преобразователь служит для преобразования цифровых сигналов компьютера в ана­логовую форму.

Система работает следующим образом. Значения входных сигналов (например, температуры тела, артериального давления и частоты сердечных сокращений) преобразуются датчиками в электрические сигналы. Эти электрические сигналы нормируются учетом рабочих диапазонов аналогового мультиплексора и анало­го-цифрового преобразователя. Аналоговый мультиплексор в каждый момент времени последовательно выбирает один из вход­ных сигналов и передает его в АЦП. Данные, полученные через интерфейс АЦП, обрабатываются компьютером и затем пересыла­ются в форме двоичного кода в интерфейс ЦАП. Последний преобразует двоичные сигналы в аналоговые для обеспечения управления соответствующими физиологическими параметрами организма (температура тела, артериальное давление, частота сер­дечных сокращений), например, путем введения необходимых лекарственных средств, что позволяет осуществить систему управ­ления с обратной связью.

Основными путями реализации интерфейсов в рассматриваемом типовом случае являются следующие:

1. Использование малых интерфейсов периферийного оборудо­вания и устройств общего пользования компьютера.

2. Непосредственное использование машинных интерфейсов компьютера.

Наиболее частым вариантом реализации взаимодействия компьютер – внешняя среда в МПКС является использование типовых малых интерфейсов периферийного оборудования. В ком­пьютерах типа IBM PC, в ка­честве малых интерфейсов используются последовательный интер­фейс RS-232C и параллельный интерфейс Centronics. Рассмотрим вариант использования последовательного интерфейса RS-232C

В этом случае значения аналоговых сигналов подаются на мультиплексор и АЦП, управляемые микропроцессором, который являются составной частью средств сопряжения и выполняет роль вычислительного устройства нижней ступе­ни в иерархической системе автоматизации лечебно-диагностичес­кого процесса. Микропроцессор позволяет также осуществить предварительный анализ биосигналов, что уменьшает объем пере­даваемой информации. Использование типовых малых интерфейсныхЭВМ представляется особенно перспективным при совершенствовании полифизиографических и мониторных систем. Поэтому вычислительная часть современной медицинской аппаратуры снабже­на выходом для подключения к последовательному порту компь­ютера.

Другим путем решения задачи взаимодействия компьютера с внешней средой является использование собственно машинных интерфейсов. Этот путь стал возможным благодаря повышению уровня интеграции больших интегральных схем (БИС). Уже созданы од­ноплатные устройства сопряжения, содержащие и мультиплексор, и АЦП (ЦАП). Они обладают высокими возможностями по таким важнейшим характеристикам как быстродействие, точность и число дослуживаемых каналов. Плата помещается в стандартный разъем расширения современного компьютера. В этом случае при наличии соответствующих драйверов (вспомогательной программы для уп­равления устройством сопряжения) управление вводом-выводом медико-биологических сигналов не составляет трудности.

Важным преимуществом использования машинных интерфейсов является достижение максимально возможного быстродействия, оп­ределяемого уже характеристиками самой ЭВМ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: