Программное обеспечение для медицинских анализаторов

Вводная информация

В 2012 году компания «Медмаш» приступила к разработке нескольких медицинских анализаторов. Нам было предложено заняться разработкой программного обеспечения для управления данными устройствами, и мы с удовольствием согласились.

В разработке находилось 6 анализаторов. Мы расскажем о двух: гематологическом анализаторе крови (выполняет общий анализ крови) и автоматическом анализаторе мочи (также общий анализ).

Забегая вперед, покажем работу тестовой прошивки на макете анализатора крови:

Далее - рассказ о том, как все создавалось.

Подготовительные работы

Со стороны заказчика

Заказчику предстояло много работы по разработке аппаратной части. Крайне важным этапом было проектирование гидросистемы. Для этого заказчиком были разработаны специальные макеты - для отладки самого алгоритма работы:

Макеты для отладки гидросистемы
Макеты для отладки гидросистемы
Макеты для отладки гидросистемы

С нашей стороны

Пока заказчик занимался отладкой гидросистемы, мы занимались своей частью работы: проектированием электронного блока управления. На начальном этапе мы решили использовать готовую плату с микроконтроллером LPC1788 (архитектура ARM). Кроме этого, нами была изготовлено несколько собственных макетных плат под разные приборы. В дальнейшем планировалось создать единую окончательную плату, объединяющую в себе все макеты.

Плата-макет для отладки ПО - экрана
Плата-макет для отладки ПО - экрана
Плата-макет для отладки ПО - принтера

На данных платах мы отлаживали работу экрана, кнопок, термопринтера (печатает результаты). В компактном гематологическом анализаторе использовался простой символьный дисплей (виден на фотографиях), а на стационарном - полноценный графический LCD-дисплей.

Далее мы приступили к отладке кода, работающего с исполнительными устройствами гидросистемы: клапанами, насосами, шаговыми двигателями. Совместно с заказчиком был разработан расширенный вариант макетной платы, на котором и велась апробация. Включение клапанов имитировалось светодиодами.

Макет для программы отладки исполнительных механизмов
Макет для программы отладки исполнительных механизмов
Макет для программы отладки исполнительных механизмов

На видео показан процесс отладки:



Сбор всего воедино

После завершения подготовительных работ заказчик собрал полноценный макет устройства и передал его нам для дальнейшей работы над программным кодом.

Макет устройства для отладки программного обеспечения на заказ

На фотографиях: емкости для перемешивания крови с реагентами; устройство для измерения уровня гемоглобина; общий вид устройства.

Гематологический анализатор крови
Гематологический анализатор крови
Гематологический анализатор крови

Гидравлическая и механическая части макета постоянно дорабатывались заказчиком. На фотографиях ниже показаны загрузочный модуль (именно в него устанавливается пробирка с кровью) и насосный модуль:

Загрузочный модуль анализатора крови
Насосный модуль для ПО анализатора крови
Насосный модуль для ПО анализатора крови

На фотографиях - промежуточная версия графического интерфейса; отображение результатов анализа в печатном виде.

Графический интерфейс программного обеспечения анализатора
Графический интерфейс программного обеспечения анализатора
Графический интерфейс программного обеспечения анализатора

Видео работы тестовой прошивки:



Автоматический анализатор мочи

Предварительные работы проводились по такому же принципу, что и для анализатора крови, поэтому покажем работу полноценных макетов.

Внешне анализатор выглядит следующим образом:

Внешний вид автоматического анализатора мочи

Внутренняя часть - макет со всей механикой, гидравликой и электрикой:

Макет для отладки программы для анализатора мочи

Покажем некоторые модули более подробно. На снимках ниже - барабан с тест-полосками; модуль подачи пробирок; привод заборной иглы.

Программа управления исполнительными механизмами анализатора мочи
Программа управления исполнительными механизмами анализатора мочи
Программа управления исполнительными механизмами анализатора мочи

На видео - работа тестовой прошивки. Во второй половине показан сам процесс измерения показателей - выполняется оптическим способом (подсветка источником света с определенными характеристиками и измерение спектральных свойств отраженного сигнала).



Хемилюминометр

Прибор предназначен для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков, сопровождающих химические реакции.

Внешний вид макета прибора:

Программное обеспечение для Хемилюминометра

Каретка, в которой размещаются кюветы с образцами:

ПО управления кареткой хемилюминометра
ПО управления кареткой хемилюминометра

Видео процесса отладки. В первой части видео пользователь указывает ID проб и их местоположение в матрице кювет. Во второй части показано перемещение кюветной каретки.