Android系統(tǒng)將取代醫(yī)療器械設(shè)備中的其他操作系統(tǒng)
醫(yī)療設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)都是WindRiverVxWorks這類專業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的忠實(shí)擁護(hù)者。過(guò)去幾年來(lái),許多醫(yī)療設(shè)備也開(kāi)始采用Linux平臺(tái),例如以WindRiverLinux作為其建構(gòu)基礎(chǔ)。今天,Android在醫(yī)院及診所也形成一股趨勢(shì)。在美國(guó),醫(yī)療人員運(yùn)用消費(fèi)類平板電腦向病患講解療程已成為極為普遍的做法,例如牙醫(yī)可用平板電腦展示X光片,以十分直觀的方式向病患講解說(shuō)明。但是在許多國(guó)家,將智能手機(jī)或平板電腦等個(gè)人娛樂(lè)或通訊設(shè)備帶入醫(yī)院卻是不被允許的。這類禁令也不是全無(wú)道理,例如:在醫(yī)院中有許多敏感的特定區(qū)域必須限制電磁波幅射量;這類設(shè)備后可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)竊取事件;避免黑客意圖藉由這類裝置入侵局域網(wǎng)絡(luò)。以上因素都是促使醫(yī)療機(jī)構(gòu)禁止消費(fèi)類電子設(shè)備的原因。不過(guò),在醫(yī)院中還可以看到另一種運(yùn)用Android設(shè)備的方式,那就是在病床周邊墻上嵌入屏幕和平板電腦之類的裝置,這些裝置均通過(guò)專用的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備或有線以太網(wǎng)絡(luò)與收到訪問(wèn)管理的互聯(lián)網(wǎng)連結(jié),并且還內(nèi)建一套機(jī)制可將透過(guò)此途徑所產(chǎn)生的獲利,和任何與醫(yī)療行為相關(guān)的費(fèi)用分隔開(kāi)除了針對(duì)醫(yī)療方面的使用,其實(shí)還有許多因素促使Android設(shè)備廣泛采用,例如:硬件平臺(tái)的商品化量產(chǎn);政府機(jī)關(guān)、健保機(jī)構(gòu)等單位所面對(duì)的成本壓力。
如今,醫(yī)療領(lǐng)域也必須借助于消費(fèi)電子技術(shù)來(lái)改善其工作效率,因而增加了Android設(shè)備的采用。此外設(shè)備制造商也必須持續(xù)加快產(chǎn)品上市速度,同時(shí)又必須保持創(chuàng)新動(dòng)力以適應(yīng)日趨復(fù)雜的應(yīng)用需求。要保持創(chuàng)新動(dòng)力,就必須擁有生氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)生態(tài)體系包含著大量的硬件制造商、系統(tǒng)集成商與獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商資源,而這些廠商也會(huì)針對(duì)各類醫(yī)療應(yīng)用需求,提供多樣化的解決方案。那么,Android得以發(fā)揮的舞臺(tái)會(huì)是在哪里?Android目前已是市場(chǎng)領(lǐng)先的平板電腦操作系統(tǒng),并帶動(dòng)了生氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系發(fā)展;贏ndroid的平板電腦市場(chǎng)極為多元,從一臺(tái)不到100美元的超低價(jià)商品,一直到數(shù)百美元的高價(jià)消費(fèi)電子產(chǎn)品都有,因此將可為醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)提供全新且多樣化的產(chǎn)品價(jià)位選擇。此外,傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備制造商以及和他們配合的軟件供貨商也已經(jīng)注意到Android的潛力,部分制造商和軟件商已將Android納入其操作系統(tǒng)選項(xiàng),或者正在計(jì)劃納入中。
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對(duì)供應(yīng)鏈中提供軟硬件解決方案的其他廠商來(lái)說(shuō),諸如板卡制造商、大型電子專業(yè)制造服務(wù)商以及ODM廠商等等,Android已成為他們的必然選擇,而這些廠商也都期待能為醫(yī)療設(shè)備制造商提供一攬子解決方案。然而,這些廠商自行針對(duì)基礎(chǔ)Android軟件所作的簡(jiǎn)易整合,乃至于小規(guī)模的客制化應(yīng)用軟件,通常很難完全符合既定規(guī)范的需求,因而也難以通過(guò)健康管理機(jī)構(gòu)采購(gòu)部門的審核。另一個(gè)促使Android設(shè)備被大量采用的關(guān)鍵因素,就是醫(yī)療設(shè)備必須遵循醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用互操作性規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。以個(gè)人遠(yuǎn)程醫(yī)療為例,是否能完整支持IEEE11073規(guī)范或取得國(guó)際健康聯(lián)盟這類獨(dú)立評(píng)審機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,就是十分重要的依據(jù)。在連結(jié)性方面,國(guó)際健康聯(lián)盟將會(huì)推動(dòng)藍(lán)芽等無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)入家用監(jiān)控設(shè)備。受法令規(guī)范的設(shè)備與照護(hù)檢驗(yàn)終端之間的通訊傳輸則必須遵循IEEE10101/10201標(biāo)準(zhǔn);至于在集成式臨床環(huán)境中,則必須支持與IEEE11073-PHD相對(duì)應(yīng)的ASTM-ICEF2671標(biāo)準(zhǔn)。最重要的是,Android應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程必須提供可供追蹤的歷程,并且完全切合主管機(jī)關(guān)的IEC62304標(biāo)準(zhǔn)。此外,與固件升級(jí)以及備份恢復(fù)相關(guān)的機(jī)制或與安全防護(hù)相關(guān)的系統(tǒng)配置,這些核心Android模塊也都必須一一客制化,以適應(yīng)醫(yī)療市場(chǎng)的需求。
最后,整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程必須具備內(nèi)容詳盡的文檔,以證明Android軟件與日后的升級(jí)作業(yè)都可以運(yùn)作得十分順暢且具備良好可靠性,同時(shí)也要證明從需求定義到實(shí)際應(yīng)用這一路的歷程都可供追蹤檢作為全球嵌入式及移動(dòng)應(yīng)用軟件的領(lǐng)導(dǎo)廠商。
眾所周知,醫(yī)療器械和其它大多數(shù)設(shè)備不同,因?yàn)獒t(yī)療器存在重大風(fēng)險(xiǎn),特別是病人而言。依據(jù)醫(yī)療設(shè)備對(duì)病人的危險(xiǎn)程度以及FDA認(rèn)為合理的監(jiān)管審查力度,F(xiàn)DA將所有醫(yī)療設(shè)備劃分為三大類。
I類設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)最小,包括像壓舌板、繃帶和基本的手術(shù)器械。 II類設(shè)備具有中等風(fēng)險(xiǎn),包括心電圖機(jī)、X光機(jī)、血液氣體分析器和輸液泵。III類設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)最高,包括植入式除顫器 ,人工心臟瓣膜和植入式小腦刺激器。
相比主要針對(duì)可靠性而設(shè)計(jì)的更小型、更方便測(cè)試的操作系統(tǒng),重量級(jí)操作系統(tǒng)(如Android)基本上更容易出現(xiàn)故障。這倒不是說(shuō)重量級(jí)操作系統(tǒng)必然經(jīng)常出故障。對(duì)于許多設(shè)備而言,每年一次重新啟動(dòng)來(lái)修復(fù)軟件鎖定就可以了。因此,所以,考慮到重量級(jí)操作系統(tǒng)所具有的用戶界面更好、上市速度更快以及其它優(yōu)點(diǎn),偶爾重新啟動(dòng)帶來(lái)的不便可以被原諒。但是,對(duì)于植入式除顫器來(lái)說(shuō),每年重新啟動(dòng)一次可能是不行的。
依據(jù)通常的經(jīng)驗(yàn),Android和與之類似的操作系統(tǒng)適用于I類和II類設(shè)備,而III類設(shè)備通常需要使用具有高可靠性的更小型的操作系統(tǒng)。當(dāng)然,每臺(tái)設(shè)備的情況不同。不論是開(kāi)發(fā)何種醫(yī)療設(shè)備,我們都要充分考慮和了解與操作系統(tǒng)相伴隨的風(fēng)險(xiǎn)。
一個(gè)用于獲得“兩全其美”的方法是將處理任務(wù)分成兩部分:用一個(gè)采用高可靠操作系統(tǒng)的處理器來(lái)執(zhí)行核心功能,用一個(gè)采用重量級(jí)OS的處理器來(lái)處理沒(méi)那么重要的任務(wù)。輸液泵就是一個(gè)例子,一個(gè)采用高可靠性操作系統(tǒng)的處理器在輸液過(guò)程中控制電機(jī),而另一個(gè)運(yùn)行Android的處理器則運(yùn)行GUI、通信,等等。請(qǐng)注意,用到兩個(gè)處理器的解決方案并不是一個(gè)立竿見(jiàn)影的靈丹妙藥。需要充分考慮和詳細(xì)規(guī)劃。要確保醫(yī)療設(shè)備的安全性和可測(cè)試性。
用戶眾多的優(yōu)勢(shì)
如果你所設(shè)計(jì)的嵌入式設(shè)備選擇使用Android,那么有成千上萬(wàn)部手機(jī)所運(yùn)行的Android堆棧和你的嵌入式設(shè)備所運(yùn)行的Android堆棧,在本質(zhì)是相同的。有大量的用戶在查找Android操作系統(tǒng)的漏洞,同時(shí)有龐大的開(kāi)發(fā)社區(qū)致力于修復(fù)這些漏洞。盡管Android的可靠性不如輕量級(jí)專用操作系統(tǒng),但和從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)Linux堆棧相比,Android是一款經(jīng)過(guò)徹底調(diào)試的系統(tǒng)。此外,目前有超過(guò)10萬(wàn)款支持Android的應(yīng)用程序,其中有很多程序可以簡(jiǎn)化和加速開(kāi)發(fā)過(guò)程。這就是說(shuō),Android開(kāi)發(fā)并不是很復(fù)雜,有龐大的開(kāi)發(fā)人員群支持Android。
對(duì)于那些對(duì)軟件可靠性要求不高,且價(jià)格可以支持所需硬件的醫(yī)療設(shè)備,Android具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。它在功能、資源需求和生產(chǎn)力之間做了很好的平衡,并且具有以規(guī)模龐大且繁榮的Linux產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)的額外優(yōu)勢(shì)。
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