医疗报警系统的设计方法及当前的实现方案

我们介绍了医疗警报及其合规性要求。现在，让我们了解医疗警报系统的设计方法和当前的实现方案。
图1显示了多参数患者监护仪的简要框图。红色框是输出用户界面，可以驱动显示器和扬声器分别发出视觉和声音警报。
该子系统在大多数医疗设备中都很常见。根据终端设备的特定要求和预期的故障情况，设计人员将使用不同的技术来生成适当的警报音。
在本文中，我们将讨论最常见的设计方法和实现方案。图1：多参数患者监护仪的简要框图。
图2显示了医疗设备警报的框图。医疗设备设计的主要要求之一是它必须能够抵抗单一故障。
所述“单一故障状态”指的是单故障状态。医疗设备的术语是指存在单个独立的异常情况。
在单一故障状态下，医疗设备必须确保基本安全（避免人身伤害）并提供最基本的功能。这被称为“基本性能”。
对于大多数治疗方法和所有紧急护理医疗设备，警报是基本性能的一部分。因此，警报功能不必受单个故障的影响。
下面列出了医疗警报的单一故障状态，包括：警报的主要驱动源发生了故障，例如微控制器（MCU）。由市电供电的设备出现电源故障。
电池供电或备用电池供电的设备有电池放电或其他故障。声音或视觉警报，表明主电路有故障。
在不需要高故障响应时间的医疗设备中，声音和视觉警报可以相互补充，作为冗余警报功能。但是，在诸如通风机之类的紧急护理设备中，对故障响应时间的要求非常严格。
图2：医疗设备警报系统的可能实现。从图2可以看出，警报子系统通过设置两组视觉和听觉警报来实现冗余。
重合闸电路可用于检测主警报功能是否失败。巧合电路通常将麦克风放在扬声器附近，以监控声音水平。
当麦克风接收的声音与电路产生的声音不同时，将显示错误消息。 TI的警报音发生器参考设计在示例中使用了重合电路。
有多种实现警报功能的方法，例如使用MCU，现场可编程门阵列（FPGA）或复杂可编程逻辑设备（CPLD），集成蜂鸣器，音频编解码器或分立运算放大器和粘合逻辑。所有这些技术各有利弊。
表1从不同终端设备的可配置性，可用性，成本，物料清单和适用性等方面比较了不同的实现方法。表1：医疗警报实施技术的比较。
实现医疗警报的一种方法是使用10位智能数模转换器（DAC），例如DAC53701，它支持使用预编程的波形来生成医疗警报。该DAC可用于生成声音和视觉警报，并支持脉冲频率，脉冲包络和脉冲组定时配置。