数字化手术室是计算机信息技术、生物医学工程技术与现代医学技术发展的产物。利用对手术室现有设备进行数字化端口改造，通过数字化网络集成，由集中控制工作站对术中的医疗设备进行控制，并与院内外网络信息进行实时交互。数字化手术室方案示意图如下图所示。

数字化手术室面临的问题

1. 医疗设备数量众多，集中控制难度高

现有的手术室内，医疗设备种类繁多，各种设备控制面板的差异较大，并且各类手术室设备大多数都是独立的单元，没有对外统一的通信接口，这带来了兼容性问题。其次是集中控制的通信质量好坏也直接关联到手术的安全性及效率，集中控制工作站与各受控设备之间的通信必须是实时，准确，稳定的。综上两点可知，数字化手术室的集中控制难度高。

2. 医疗设备精密及昂贵，维护成本高

医疗设备复杂且价格昂贵，发生通信故障时一般采取设备换新或等待专业维修的处理方式，对应的故障原因往往是不明确的、维修方法也不系统，从而导致维护时间成本高，维护费用高，资源浪费等问题。所以有必要引入一套行之有效的医疗设备测试诊断方案。

基于虹科PCAN接口卡实现数字化手术室医疗设备的集中控制和测试诊断

1.集中控制

为实现兼容性与安全性高的集中控制，选用CAN总线作为数字化手术室内设备与设备之间，设备与主控之间的通信协议，这需要对手术室现有设备进行数字化端口改造，引入CAN接口，而PCAN接口卡则扮演着“改造者”的角色。其示意如下图所示。PCAN可通过多种不同的接口类型与医疗设备连接，如USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，RS232等等，快速为医疗设备引入标准CAN接口并连接到CAN总线网络中。同时PCAN接口卡提供的二次开发包可帮助开发人员灵活地实现CAN数据的收发，而且稳定可靠。

2. 测试诊断

由于采用了CAN总线结构实现数字化手术室的搭建，即底层传感器与执行器，各医疗设备节点，主控终端等都通过CAN通讯连接，实现信息共享和综合管理，所以同样的也可以针对CAN总线开发一套测试诊断系统，如下图所示，测试诊断系统基于PC和PCAN，由下至上分别由硬件，驱动，软件，应用四大块组成。通过CAN线缆挂接到数字化手术室的CAN网络中，可采集所有节点的数据，并通过数据解析和故障判断，可直观地显示当前所有医疗设备的运行状态，也可以将激励信号注入到任意设备节点中进行功能及稳定性测试。而PCAN作为CAN接入点，不仅实现了底层的CAN数据发送与采集，而且还自带CAN故障提示功能，是实现测试诊断的底层基础硬件。更特别的，PCAN还可以进入单听模式，以旁听者的身份来监听设备的运行，不会对CAN网络产生任何影响，而且可实时发现并记录间歇性故障。

虹科PCAN接口卡的关键特性

√ 支持CAN，CAN FD，J1939，CANopen等多种物理层和应用层协议；

√ 支持USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，PC/104，PCI/104，cPCI等多种接口类型；

√ 支持Windows，Linux等操作系统；

√ 单通道，双通道，四通道，六通道等多种版本；

√ 提供上位机软件及二次开发包；

√ 时间戳分辨率 1 µ s（部分型号）；

√ 工作温度范围：-40 to 85°C

总结

通过虹科PCAN接口卡实现数字化手术室医疗设备的集中控制和测试诊断，实现简单，功能全面，安全可靠，实时稳定，可同时解决集中控制难和测试诊断成本高两大难题。目前国内外已有不少厂商采用PCAN接口卡升级自家的医疗设备，如您也想更进一步了解PCAN接口卡，请联系虹科获取产品资料和试用机会。

关于虹科工业通讯：

虹科是一家在工业自动化领域，特别是工业总线通讯行业经验超过10年的高科技公司。虹科工业通讯事业部与世界知名的工业通讯专家【PEAK-System，Hilscher，Kunbus，SYS TEC，Koenig-Pa，Port，Copa-data，TenAsys，SoC-e、RELYUM】等深度合作，提供业内顶尖水平的工业总线协议软硬件解决方案，协议类型包含【CAN、CANopen、EtherCAT、Profibus、Profinet、EtherNET/IP、TSN】等，产品类型包含代码、软件、芯片、板卡、模块等。虹科工业通讯以客户需求为导向，以技术能力为基础，为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。特别是在工业4.0的大环境下，虹科工业通讯与时俱进，推出了TSN（时间敏感网络）的解决方案，后者将在推动万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用。

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