🧠 CT & MRI · 嵌入式软件架构

📘 30章系统化课程

医学影像设备概述 CT/MRI

工作原理 · 系统组成 · 嵌入式软件角色与挑战

嵌入式系统基础 ARM/RTOS

Cortex-A/R/M选型 · RTOS概念 · 交叉编译环境搭建

软件架构设计原则模块化

分层架构 · 接口隔离 · 依赖倒置 · 医学设备应用

硬件抽象层(HAL)设计驱动

寄存器映射 · 外设封装 · DMA/中断 · 内存映射文件

实时任务调度 FreeRTOS

任务创建管理 · 优先级反转 · 队列/信号量/事件组

数据采集与预处理 ADC

ADC驱动 · 双缓冲/环形缓冲 · 均值/中值滤波

图像重建流水线 FBP/GPU

滤波反投影 · 迭代重建 · OpenCL加速 · 流水线并行

运动控制子系统 PID

步进电机 · PID控制 · 编码器反馈 · 安全限位/急停

通信协议栈 CANopen/DICOM

CANopen医疗 · LwIP · DICOM通信实现

文件系统与存储管理 FATFS

FATFS vs LittleFS · NAND坏块 · 日志/掉电保护

用户界面(UI)框架 LVGL

LVGL移植 · 触摸屏 · 多语言 · 患者信息录入

安全与可靠性设计 IEC 62304

软件生命周期 · FTA · 看门狗/心跳 · 双机热备

电源管理 PMIC/DVFS

PMIC驱动 · 动态调压 · 休眠唤醒 · 功耗优化

传感器融合卡尔曼

温度/压力/位置 · 数据融合 · 卡尔曼滤波实现

诊断与自检 POST

上电自检 · 周期性自检 · 故障代码 · 远程诊断

引导加载程序 Bootloader

多分区启动 · 加密签名 · 回滚 · OTA升级

性能优化 Cache/编译

Cache一致性 · 代码对齐 · 编译器优化 · Perf/Tracealyzer

调试与测试 JTAG/Unity

JTAG/SWD · 单元测试(Unity/CMock) · HIL · 覆盖率

文档与版本管理 Doxygen/Git

自动文档 · Git分支 · 语义化版本 · 变更管理

系统集成测试压力/EMC

接口测试 · 压力测试 · 长时间稳定性 · EMC预测试

DICOM网络服务 C-ECHO

C-ECHO/STORE/FIND · 并发连接 · 传输语法协商

剂量控制算法 AEC

自动曝光控制 · 管电流调制 · 剂量报告/安全阈值

患者安全机制呼吸/心电门控

体位检测 · 呼吸门控 · 心电门控 · 紧急停止/释放

多模态图像配准 CT/MRI融合

刚性配准 · 仿射变换 · 互信息度量实现

高级图像处理 MPR/MIP

窗宽窗位 · 多平面重建 · 最大密度投影 · 曲面重建

人工智能推理部署 TFLite Micro

模型量化 · NPU驱动 · 推理后处理

法规合规性 FDA/CE

510(k) · CE MDR · 软件异常报告 · 临床评估报告

生产与制造支持烧录/校准

序列号管理 · 生产测试脚本 · 可追溯性矩阵

现场维护与升级 SSH/FPGA

远程SSH · 日志收集 · FPGA远程更新

未来趋势数字孪生

软件定义医疗 · 边缘计算/云协同 · AI辅助诊断