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:
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.
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.
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.
На фотографиях: емкости для перемешивания крови с реагентами; устройство для измерения уровня гемоглобина; общий вид устройства.
Гидравлическая и механическая части макета постоянно дорабатывались заказчиком. На фотографиях ниже показаны загрузочный модуль (именно в него устанавливается пробирка с кровью) и насосный модуль:
На фотографиях - промежуточная версия графического интерфейса; отображение результатов анализа в печатном виде.
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:
Внутренняя часть - макет со всей механикой, гидравликой и электрикой:
Покажем некоторые модули более подробно. На снимках ниже - барабан с тест-полосками; модуль подачи пробирок; привод заборной иглы.
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:
Каретка, в которой размещаются кюветы с образцами:
Видео процесса отладки. В первой части видео пользователь указывает ID проб и их местоположение в матрице кювет. Во второй части показано перемещение кюветной каретки.