關鍵詞：微處理器　生物醫學　虛擬儀器　自定義功能　國內外市場

   　虛擬儀器誕生于上世紀中葉，是由美國某儀器公司首先研制出的用于軟件測控的系統,它的使用為測量技術開辟了新的篇章。虛擬儀器由計算機發展而來，通過相關軟件和硬件的升級和調配構建而成，是一種高性能的配備可視化界面的自動化儀器。一套完善的虛擬儀器要包括測試管理層、程序開發層、總驅動層和儀器驅動層四個層面。較之傳統的儀器，它憑借突出的優勢迅速占領生物醫學市場，如高超的智能化程度，低廉的價格，較高的性價比和靈活易操作等，這些特點使得儀器的數據庫更加完整可靠，操作更加簡潔直觀，易用程度得到很大改善。其中，軟件是虛擬儀器的總樞紐，是整個儀器良好運行的關鍵所在，其開發環境包括VisualBasic, LabVIEW以及LabWindows/CVI等項目。如今科技飛速發展，在生物醫學領域，各個環節都需要精確的數據，頻繁的采樣和高速的數據傳輸，計算機的升級為虛擬儀器提供了優越的推廣空間，并憑借它強大的功能和低廉的價格，使其在醫學領域獲得了較大的發展空間和較強的生命力。

 

1　虛擬儀器在生物醫學領域的運用

　　上個世紀末，虛擬儀器在生物醫學領域已得到廣泛應用,其開發平臺LabVIEW能夠直觀的將編程程序和前面板結合在一起，使其操作更加便捷，C語言的開發環境更加優越。做為一種以軟件為核心的新興儀器，虛擬儀器在生物醫學工程領域發揮巨大作用，它不僅能對各種醫療器械進行診斷和檢測，還能準確建立數據庫，對醫學科研工作者來說，是必不可少的測試性工具。例如它能快速整理有效信息，代替傳統的信號發生器，快速合成所需的病理心電數據，幫助醫務人員更好的解決實際需要。下面，繼續就醫學儀器和功能拓展兩個領域進行詳細談論。

1.1　在醫學儀器范圍內的運用

　　虛擬儀器采用計算機數配控制操作系統，首先代替了傳統的人工操作模式，避免因個人原因造成的數據誤差和統計錯誤，其次也代替了傳統的信號發生器，它功能單一，價格較高且波形種類不齊全，虛擬儀器憑借其高超的性價比得到了醫學界的廣泛肯定。   

　　虛擬儀器可充當醫學信號模擬器來對各種醫療設施進行檢測和修復，使其不斷處于最佳狀態，它能自動篩選有用數據和文件并快速傳輸，目前已發展至醫學界的重要輔助器材。同樣，另一個生物醫學界十分重要的輔助工具是心電數據庫，用于分析數據和儀器自動化匹配，目前全球較為先進的心電數據庫為美國的MET-BIM，但它仍采用磁帶記錄動態數據的方法，導致誤差較大。而基于虛擬儀器的心電數據庫對病人的心電信息進行長期的準確的跟蹤調查，其內存采用超大容量硬盤，對病人信息和樣本進行永久保存，并能做出及時的數據分析報告。較之普通的心電數據庫，虛擬儀器能夠毫無困難的保存海量數據并進行遠程傳遞分析，為生物醫學研究者的數據管理系統盡可能的提供便捷。

　　與此同時，它為醫療器械的開發創新提供了新的思路和眼界。由于醫療器械關系重大，影響著生物醫學界的前景和未來，所以每一種儀器的研發都要經過反復的海量實驗才能確保萬無一失。但在過去是通過硬件來實現數據整理和分析的，造成了難度高，成本高和浪費高的“三高”現象。虛擬儀器的出現徹底改變了這一現象，它與計算機同步，充分利用了廣泛資源，將硬件軟件化，擴充軟件容量，精密操作儀器，使醫療器械在價值，功能和周期上都更容易被醫學界接受，徹底實現了自動化和智能化的標準。到目前為止，用于采集功能的血鉛分析儀就是應用虛擬儀器來開發語言LabVIEW的。

1.2　在功能拓展范圍內的運用

由于傳統儀器在功能和速度上具有的局限性，虛擬儀器的研制能夠便捷的拓展其功能和修復漏洞。比如用于采集信號的老式心電圖儀器，使用虛擬儀器將軟件中的信號由中波變小波處理后，就能提取R波，從而實現準確的心率計算和電子數據庫顯示。此外，要想達到心電監控和數據存儲，使用虛擬儀器無需改變原儀器的內部結構，只需添加新的配備軟件即可。其中，LabVIEW在這方面的優勢是最為明顯的，它能根據科研人員的需要隨時改變設計程序，發布新的指令，接受新的任務，有著其他儀器無法比擬的優勢。它的核心技術是軟件分析包，除了能分析傳遞數據以外，還能過濾噪音，調配最高和最低頻度，調整緩存大小等。通過一系列的采樣和數據分析，LabVIEW將獲得的數據進行模塊處理，待形成數列組合后在屏幕上顯示。對于LabVIEW來說，醫學信號的處理相當簡單，只需將程序中的每一個子模塊連成并列模塊即可，系統會自動建立數據庫，其中包括數值統計，窗口分析，曲線擬和以及信號采納等項目。在我國，LabVIEW的應用時間很短，用戶較少，但其生命力是強大的，相信在不久的將來它能在我國生物醫學界普遍應用，這將成為生物醫學工程領域中跨時代的飛躍。

 

2　虛擬儀器在生物醫學領域的重大意義

　　虛擬儀器的發明以計算機為母體，以軟件為核心，利用計算機的升級和更新換代來不斷新鮮自己的血液，擴充自己的價值，特別是在生物醫學工程領域，它在數據分析，樣本儲蓄，傳輸速度和處理漏洞等方面至今無以匹敵。傳統的醫學儀器由于體積龐大，價格昂貴，功能不全等缺陷，使生物醫學研究受到極大阻礙。而虛擬儀器在很大程度上打破了這些障礙，使科研變得更為便捷和精確。它不僅能迅速掌握患者的各項生理數據，還能自動實現數據儲存，樣本分析和資源共享。虛擬儀器的整個系統通過精密軟件為依托，其精確性和穩定性都能得到可靠保障，且運行方便，節約成本，易于維修，逐漸成為代替傳統儀器的主流生物醫學工具。

 

3　總結

在科技如此飛速發展的當今，通訊網絡技術的日益成熟，虛擬儀器在生物醫學工程領域的步伐也餓越來越矯健，不斷地向高速化，遠程化和精密化發展，旨在為生物醫學工程領域帶來光明的前景和卓越的貢獻。