嵌入式数据库扩展医疗设备的功能并提高安全性

医学领域的科学进步使人类在重病后能够期待更好的康复预后，以及更长的整体寿命。今天，医疗保健专业人员依赖的最有价值的资源之一是医疗设备。这些机器为医生提供对患者病情的准确诊断和评估，使他们能够根据数据分析快速选择正确的治疗计划。其中一些设备（例如除颤器）正在取代人力来全天候监测患者，并且是用于准确检查关键健康参数的强大、可靠的工具。其他一些设备，如外部输液泵，可以有效地将流体、药物或其他必要的营养物质以受控方式输送到患者的循环系统中。

无论这些设备的用途如何，医生都会使用它们来实现以下目标：

提高医疗实践的安全性

控制患者必须与之共存的那些症状

让患者对他们的整体健康状况充满信心，使他们能够享受生活并保持日常生活

降低人力和医疗保健成本

允许医生在台式计算机和移动手持设备上上传患者医疗报告

嵌入由标准设计的轻量级数据库的医疗设备对医生来说非常有益，可以跟踪患者以前和现在的状况，以及预测某些严重症状的未来路径。嵌入式数据库是医疗设备应用程序用来安全有效地存储数据的软件库。嵌入式数据库可以以多种不同的方式实现，但特定数据库产品中算法的选择对性能特征和可用功能有深远的影响。现代软件控制的设备允许医疗保健提供者结合生命关键数据并将其应用于做出更明智的决策。真正的关系型嵌入式数据库为以下医疗设备提供服务：

程序数据

可靠的存储和设置

患者数据管理

医疗器械配置

高效查询

安全共享访问

存储、组织和共享是大多数医疗应用程序的重要要求，因为它们支持跨设备和控制它们的监视器组合多个任务。医疗设备应用程序可以使用嵌入式数据库库来更有效地管理内存，方法是对内存使用施加限制并以一致的方式分析最坏情况下的行为。数据库库可以在可预测的占用空间内处理读取、写入、索引和锁定数据的所有细节，从而大大降低应用程序自身的内存需求。同时，将健康敏感数据存储在软件库中的需求鼓励这些嵌入式系统的医疗部门开发人员在实施数据库时考虑一些关键领域，包括：

昂贵的磁盘或闪存介质 I/O 操作的频率

从碰撞或断电中恢复所需的时间

能够在不严重降低性能的情况下管理大量数据

在任务和其他应用程序之间共享数据的性能影响

读写操作的相对性能

存储格式和应用程序代码的可移植性

将数据库技术集成到应用程序中所需的努力

确保数据管理和连接安全

医疗设备是使用专门针对设备需求量身定制的硬件构建的。与台式工作站相比，内存和存储空间有限，内存不足的后果要严重得多。关系数据库软件库被设计为在这种约束下运行。通过对闪存介质存储的跨平台支持和优化，能够有效提升医疗设备的数据管理能力。在关键医疗设备中嵌入此类数据库的一些主要价值是：

数据保护（存储加密）

安全

具有行级锁定的共享访问

磁盘/内存

源代码可用性

开发和部署期间的协助

协助获得各种认证

特定功能添加和定制

支持质量保证流程

大多数医疗设备的另一个考虑因素与数据丢失和电源管理有关。某些医疗设备经常使用备用电池来防止突然断电，但即使这样也不能防止在所有情况下完全断电。发生电源故障时，数据库会保护数据免受损坏和关键数据丢失的影响。在医疗设备上，数据通常在并发任务之间共享。在不断收集数据的同时，还需要生成有关该数据的报告。数据库提供共享访问功能，让多个任务在同一个数据库上安全地协同工作。在其众多产品中，关系数据库和连接框架使医疗设备应用程序具有：

可靠的数据存储

链接药物库

跨平台可移植性

在 Flash 媒体上快速搜索和排序

关系数据功能

可扩展、可靠的存储

内存占用小

易于维护

单位成本低

更短的上市时间

销售周期更短

随着开发人员为全球分销准备他们的医疗设备，他们寻找更有效的方法来降低成本、满足政府安全要求、响应单个医生办公室之外的数据需求、降低便携式医疗设备的功耗、为广泛的应用提供强有力的支持验证和加密方法，并提高安全性和可靠性。每个处理信息的医疗应用程序都必须至少面临一个数据库解决的问题，例如可靠的持久存储、高性能搜索和安全的数据共享。

ITTIA DB SQL 是一个开箱即用的真正关系型嵌入式数据库库，通过增强事务日志、可扩展索引算法和隔离等功能，可以为医疗设备应用程序的所有常见数据存储问题提供明确的解决方案。并发。ITTIA 使医疗设备制造商能够：

支持产品开发的所有阶段

在规划和设计期间提供建议，从一开始就朝着正确的方向发展

通过全面介绍嵌入式数据库的功能和最佳开发实践，为医疗应用程序开发人员提供优势的培训计划

客户支持扩展到设备和应用程序的部署，确保顺利交付和市场采用

为管理和连接目的保护数据是任何医疗设备制造商最重要的责任。当银行账户被黑客入侵时，我们将面临经济损失；当非法访问公司计算机系统时，可能会泄露专有信息；但是当医疗设备数据受到攻击时，损害可能会危及生命。

为防止盗窃和篡改，必须通过加密、身份验证和安全通信等成熟技术保护患者数据。制造商还需要遵循允许设备软件在不影响安全性或性能的情况下扩展的设计模式。这是通过结合兼容的操作系统、文件系统和数据库技术来实现的，这些技术提供对共享数据的安全访问。

通过减少大量的软件开发工作，与没有数据库库的相同应用程序相比，使用真正的关系嵌入式数据库的医疗应用程序可以更快地开发且成本更低。软件开发人员不需要牺牲关键算法的性能。借助支持 SQL 等标准功能的数据库，该应用程序可以提供在其他情况下无法开发的功能。

关于作者：

Sasan Montaseri 是 ITTIA 的创始人兼总裁。他在嵌入式数据库领域拥有 20 多年的经验。他拥有堪萨斯大学电气工程学士学位，辅修数学。他是PI MU Epsilon国家数学荣誉学会的成员。

Ryan Phillips 是 ITTIA 的高级首席数据库工程师。他拥有超过 15 年的软件和数据库开发经验。Ryan 是 ITTIA 设计和开发团队的成员，拥有华盛顿大学计算机科学学士学位。

审核编辑：郭婷