醫(yī)療設(shè)備測(cè)試關(guān)鍵在于為保留訊號(hào)之完整性。為了達(dá)到準(zhǔn)確的量測(cè)及評(píng)估，設(shè)計(jì)者必須要保持訊號(hào)形狀、頻率、振幅和其他電性參數(shù)，如圖所示。

因?yàn)閮x器正確操作與否關(guān)乎到病人的生死，所以客戶須選擇非常高效能的儀器，例如利用最先進(jìn)技術(shù)的任意波形產(chǎn)生器(ArbitraryWaveformGenerator)來(lái)模擬用途廣泛的醫(yī)療狀況。然而，通常開(kāi)發(fā)人員很少會(huì)注意到測(cè)試儀器與待測(cè)物(DUT)所組成的訊號(hào)切換(SignalSwitching)系統(tǒng)。由于一般正常人平均心臟跳動(dòng)約每分鐘70次(bpm)，當(dāng)客戶選擇一個(gè)5MHz訊號(hào)頻寬的低價(jià)位訊號(hào)切換系統(tǒng)，去量測(cè)一分鐘70次心臟跳動(dòng)率是絕對(duì)足夠的。

[@B]訊號(hào)切換系統(tǒng)優(yōu)劣為醫(yī)療設(shè)備量測(cè)效能關(guān)鍵[@C]訊號(hào)切換系統(tǒng)優(yōu)劣為醫(yī)療設(shè)備量測(cè)效能關(guān)鍵

當(dāng)訊號(hào)切換時(shí)，會(huì)有些技術(shù)上的問(wèn)題產(chǎn)生。對(duì)于頻寬而言，不僅是訊號(hào)的基頻元素重要，訊號(hào)的形狀也很重要。范圍寬的頻率可以組成窄的時(shí)間脈沖，窄的脈沖及快速上升和下降的脈沖，是由很多倍數(shù)的基頻之頻率元素所組成。雖然從心律調(diào)整器與心臟去顫器所產(chǎn)生的是適度的振幅大小，但是模擬心臟的電子訊號(hào)一般在低的毫伏特(mV)范圍就足夠了。

上述問(wèn)題所造成的結(jié)果是，測(cè)試系統(tǒng)可能無(wú)法將打算測(cè)試的訊號(hào)，傳遞至待測(cè)物，而且可能會(huì)接收到來(lái)自待測(cè)物意想不到的響應(yīng)訊號(hào)。測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)者面臨的困難情況是要重新設(shè)計(jì)訊號(hào)切換系統(tǒng)，或者直接放棄它，再重新開(kāi)始。

一個(gè)較好的經(jīng)驗(yàn)法則是，訊號(hào)的頻寬(BW)與形狀可由公式BW=0.35/tr看出，其中tr是訊號(hào)的上升時(shí)間。例如，心律調(diào)整器與心臟去顫器所產(chǎn)生大約20ns訊號(hào)的上升時(shí)間，其須保持至少17MHz頻寬的訊號(hào)形狀之完整性；在這個(gè)例子中，5MHz訊號(hào)切換的頻寬是不夠的。所以具有更大的頻寬之解決方案，將會(huì)是新訊號(hào)切換系統(tǒng)所需要的。

除此之外，如果訊號(hào)切換系統(tǒng)沒(méi)有適度的遮蔽與隔離，較低的訊號(hào)(指毫伏特)就很容易受到對(duì)等或是更高訊號(hào)的干擾。為了避免降低訊號(hào)品質(zhì)或造成量測(cè)錯(cuò)誤，一個(gè)較高性能的訊號(hào)切換解決方案必須要有很好的遮蔽與隔離設(shè)計(jì)，以預(yù)防任何外部的雜訊與干擾。

當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)會(huì)使訊號(hào)切換系統(tǒng)成為最容易被忽視和低估的部分。一般工程師重心都花費(fèi)在選擇訊號(hào)測(cè)量分析以及模擬訊號(hào)產(chǎn)生儀器，通常這時(shí)選擇的訊號(hào)切換解決方案，往往就無(wú)法完全地與測(cè)量?jī)x器相互配合。

工程師之所以優(yōu)先選擇所熟悉的測(cè)試儀器，是因?yàn)樵谇髮W(xué)時(shí)期、工作實(shí)驗(yàn)室測(cè)試產(chǎn)品，或者是驗(yàn)證新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，曾經(jīng)使用這些儀器設(shè)備。由另一個(gè)角度來(lái)看，工程師可能都只有短時(shí)間的測(cè)試使用，并沒(méi)有真正很長(zhǎng)時(shí)間使用訊號(hào)切換系統(tǒng)來(lái)做連續(xù)測(cè)試。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，選擇一個(gè)合適的訊號(hào)切換系統(tǒng)是很不容易的，因?yàn)楣こ處熗谧詣?dòng)化量測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上缺乏實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。他們習(xí)慣于用手動(dòng)的方式來(lái)移動(dòng)測(cè)試探棒，并且小心地連接探棒和接地端夾至待測(cè)物，利用適當(dāng)布線與纜線接頭的連接，以確保訊號(hào)的傳送。

因此，一個(gè)好的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)如何精確地將所要傳送的電子訊號(hào)經(jīng)由訊號(hào)切換系統(tǒng)傳遞到接收端而不失真，一開(kāi)始就必須選擇適當(dāng)?shù)挠嵦?hào)切換解決方案，其中性能指標(biāo)包括：高頻訊號(hào)效能、穩(wěn)定可靠度、雜訊隔離及遮蔽、訊號(hào)切換時(shí)間及次數(shù)等等之處理能力。

目前訊號(hào)切換測(cè)試系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)是，當(dāng)工程師在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)訊號(hào)切換有問(wèn)題，不僅會(huì)浪費(fèi)許多偵錯(cuò)訊號(hào)的時(shí)間，更將耗費(fèi)昂貴的維修成本。這將會(huì)比醫(yī)療測(cè)試儀器設(shè)備的選擇，也就是在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)上的整體測(cè)試之性能相比，有更具深遠(yuǎn)的影響。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注醫(yī)療機(jī)械頻道