医疗设备中的嵌入式数据库扩展了功能并提高了安全性

作者：Sasan Montaseri，Ryan Phillips

医学领域科学的进步使人类能够期待在严重疾病后恢复的更好预后，以及整体寿命的延长。如今，医疗保健专业人员所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了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，如除颤器，正在取代全天候监测患者的人力，并且是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，可以有效地将液体，药物或其他必要的营养物质以受控的方式输送到患者的循环系统中。

无论这些设备用于何种目的，医生都会应用它们来实现以下目标：

提高医疗实践安全性

控制患者必须共存的症状

为患者提供对其一般健康状况的信心，以便他们可以享受生活并跟上日常生活

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

嵌入了由标准设计的轻量级数据库的医疗设备对医生非常有益，可以跟踪患者以前和现在的状况，并预测一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于安全有效地存储数据的软件库。嵌入式数据库可以通过许多不同的方式实现，但特定数据库产品中算法的选择对性能特征和可用的功能有深远的影响。现代软件控制设备允许医疗保健提供者结合生命关键型数据，并应用这些数据做出更明智的决策。真正的关系型嵌入式数据库为医疗设备提供以下服务：

程序数据

可靠的存储和设置

患者数据管理

医疗设备配置

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的重要要求，因为它们支持跨设备以及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，从而大大降低了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了医疗部门这些嵌入式系统的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

从崩溃或断电中恢复所需的时间

能够在不严重性能下降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对性能的影响

读取和写入操作的相对性能

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工作

确保数据管理和连接安全

医疗设备是使用专用硬件构建的，这些硬件是根据设备的需求量身定制的。与台式机工作站相比，内存和存储空间有限，内存不足的后果要严重得多。关系数据库软件库设计用于在这种约束内运行。通过对闪存介质存储的跨平台支持和优化，它能够有效地增强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

具有行级锁定功能的共享访问

磁盘上/内存中

源代码可用性

开发和部署期间的协助

协助获得各种认证

特定功能的添加和自定义

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。某些医疗设备通常采用备用电池来防止突然断电，但即使这样也无法防止在所有情况下都完全断电。发生电源故障时，数据库会保护数据免遭损坏和关键数据丢失。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，还必须就这些数据提出报告。数据库提供共享访问功能，使多个任务可以安全地协同工作在同一数据库上。在其众多产品中，关系数据库和连接框架使医疗设备应用能够：

可靠的数据存储

链接药物库

跨平台可移植性

在闪存介质上快速搜索和排序

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

缩短上市时间

缩短销售周期

随着开发人员准备将其医疗设备推向全球分销，他们正在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以外的数据需求，降低便携式医疗设备的功耗，为广泛的身份验证和加密方法提供强有力的支持，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对数据库解决的问题之一，例如可靠的持久性存储、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，它可以通过事务日志记录、可扩展索引算法和隔离并发等功能增强医疗设备应用的所有常见数据存储问题，从而为它们带来明确的解决方案。ITTIA 为医疗器械制造商提供：

在产品开发的所有阶段提供支持

在规划和设计期间提供建议，从一开始就朝着正确的方向开始开发

培训计划，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

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

出于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，我们面临经济损失;当非法访问公司计算机系统时，专有信息可能会被泄露;但是当医疗设备数据受到攻击时，损害可能会危及生命。

为了防止盗窃和篡改，患者数据必须通过加密、身份验证和安全通信等经过验证的技术进行保护。制造商还需要遵循一种设计模式，允许设备软件在不影响安全性或性能的情况下进行扩展。这是通过兼容的操作系统、文件系统和数据库技术的组合来实现的，这些技术提供了对共享数据的安全可靠的访问。

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，成本更低。软件开发人员不需要牺牲关键算法的性能。由于数据库支持 SQL 等标准功能，因此应用程序可以提供开发不切实际的功能。

审核编辑：郭婷