关于医疗电子行业测试分析和应用

一、医疗电子行业背景及发展现状

1、背景介绍

随着全球人口老龄化、医疗保健成本日益增加以及新兴发展国家对医疗诊断和治疗需求的不断增加，全球范围市场对医疗电子产品的需求将越来越大。而受近年经济的持续发展及国家对全社会医疗服务体系建设重视程度的不断提高，中国医疗电子市场的需求也正在呈现快速稳定发展的阶段。中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。这种持续增长市场的需求大大刺激了各国在医疗电子领域的投入，医疗电子设备制造商不断提高技术水平，扩大创新应用，促进了全球医疗电子产业的平稳发展。

2、医疗电子发展现状

就目前全球医疗电子产品构成而言，美国和欧洲公司的产品占据统治地位，其次是日本在一些专业项目上也具有一定优势。

我国医疗电子行业因起步晚，基础弱，产品主要集中在中低端产品，高端设备对于进口依赖较为严重。但随着国内企业研发力量的快速提高，以及市场重心从高科技向普及型转移，国内产品的竞争力正逐步增强，出现了一批具有核心竞争力的公司，分别在数字化医学影像及体外诊断等方面取得优势。在行业高投入且追求更快的产品周期的环境背景下，如何能提高测试效率并降低测试开发成本也成为产品研发阶段需要关注的事情。

二、测试技术分析

RIGOL可为用户提供较为完备且具性价比的测试测量仪器，能够满足医疗电子器械研发生产公司的测试要求，且降低前期预研阶段的资金投入，加快产品的研发周期。下面我们针对高频电刀及呼吸机等医疗设备在研发阶段的测试分析，帮您了解RIGOL仪器产品的测试应用。

1、产品测试介绍

高频电刀测试分析

电凝器高频电刀（高频手术器）是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械。

由于高频电刀可同时进行切割和凝血，在机械手术刀难以进入和实施的手术中（如：腹部管道结扎、前列腺尿道肿物切除）得以普遍应用。由于其对精度要求较高，因而对于工作时的功率波形、电压、电流等各种安全指标都需要严格的检测。

其中功率输出的测试可通过使用示波器测试输出端电压及输出回路电流来进行计算得出；输出功率调节的精度及准确度是保证手术安全进行的根本，所以对于高频电刀调节输出功率的准确度可通过差分探头和示波器来准确测量。

图1 高频电刀输出功率测试

此外，有些厂家的高频电刀具有人性化、个性化的功能设计，可根据人体组织电阻抗监测及神经电生理刺激模式，来判断不同部位及病痛阶段调整治疗模式。

因而在测试过程需要精确模拟人体部位电阻及神经电信号来测试电凝器是否可输出准确的治疗频段信号模式。所以可以通过高精度的电压表测试模拟阻抗的阻值，并使用函数任意波形发生器来模拟神经电信号来测试电凝器的输出模式是否准确。

图2 模拟测试生理刺激模式

呼吸机测试介绍

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，在现代医学领域内占有十分重要的位置。

通常在测试时，会在呼吸机的通气管路中内置压力传送器，将呼吸机工作时通路中气体的压力转为电信号，输出给示波器，来显示电压变化波形。经过长时间监测，最后通过电压与压力间关系得出通路中压力限制，呼吸频率,分钟通气量等关键参数。

图3 呼吸机压力测试

便携移动医疗监测设备通信测试介绍

随着互联网的覆盖范围逐渐完善，人口老龄化、医疗成本增加及远程监测等新的社会情况的出现，将促使医疗设备朝着便携性，互联性方向发展。未来移动互联网医疗行业将进入非常快速的发展阶段。

图4 远程监护设备通信测试

图5 无线接收端灵敏度及误码率测试

在移动互联网医疗行业中，对于医疗器械的要求不但要满足正常的使用功能，还要满足稳定的通信需求。因而对使用Wifi，蓝牙等通信模块的测试也成为医疗电子设备的测试关键项目。通常需要测试的项目有设备上传信号的载波频偏，发射功率及接收端的信号接收灵敏度及误码率等参数。通常对于上述几项指标的测试我们可以提供包括频谱仪，射频信号源及示波器的测试系统进行准确高效的测试。

心电图机测试介绍

心电图机是记录心电图的仪器，能将心脏活动时心肌激动产生的生物电信号（心电信号）自动记录下来，为临床诊断和科研常用的医疗电子仪器。

对心电图机的测试，一般都要求mV级信号，所以可以通过函数任意波形发生器的任意波功能产生小幅度心电图信号对仪器进行测试。

图6 函数任意波形发生器产生小幅度心电信号

图7 函数发生器内置多种任意波形

2、医疗电子产品的电磁兼容预测试

随着医疗电子设备技术的发展，导致其电磁兼容环境日益复杂，如医用设备的EMC性能设计不当，很容易造成设备的失灵、失控和失效，危害患者和医护人员的健康。

为此，国家食品药品监督管理局在2012年12月27日发布了医用电气产品的电磁兼容产品类标准YY 0505-2012《医用电气设备 第1-2 部分：安全通用要求 并列标准：电磁兼容 要求和试验》，要求从2014年1月1日起对医用电气产品分类强制执行该标准。因而该标准的出台，有利于规范医疗电子行业产品的电磁兼容测试标准。

图8 近场辐射测试确定干扰源器件

面对更加严格的电磁兼容规范标准，所有的医疗电子设备生产厂家都需要在研发设计阶段开始考虑产品的电磁辐射指标，或在医疗器械检验所进行电磁兼容测试时能够现场进行有针对性的整改，以提高产品通过效率。基于此，RIGOL可为用户提供具有EMI滤波器及准峰值检波器功能的频谱分析仪，并配备近场探头完成产品的电磁辐射预测试，可准确定位干扰源，进行针对性的整改调试。所有测试结果都可以通过软件自动生成测试报告。

图9 EMI测试生成报告

三、总结

针对于现在医疗电子行业整体外部环境竞争激烈，对于新产品需要更快的研发周期及尽量早的产品发布，且投入较高的现状。RIGOL可以为您提供更具性价比的测试仪器，帮助您的产品更早地投入应用。

产品配置