如何優(yōu)化醫療設備的數據讀取能力

中心議題：

• 監測系統的分類(lèi)
• 管理系統數據的好處
• 監測設備的設計標準

解決方案：

• 動(dòng)態(tài)的雙接口RFID EEPROM解決方案

病患監測設備通常用于測量病患的生命跡象，例如：心率、血壓等參數。管理這些重要數據遠遠超出了簡(jiǎn)單的庫存控制，它需要設備能夠提供檢驗、校準和自檢結果，并具有安全升級功能，同時(shí)還需最大限度地降低停機時(shí)間。記錄維護數據的標簽經(jīng)常被粘貼在設備上。由于需要記錄大量的數據，并且過(guò)一段時(shí)間后將逐漸損壞，標簽貼紙不再是一種合理的選擇。隨著(zhù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，病患監測設備通常能夠通過(guò)軟件升級?！?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
動(dòng)態(tài)的雙接口RFID EEPROM解決方案不僅能夠記錄內部參數，以備日后讀取，還可以將新數據寫(xiě)入系統（如校準常量和檢驗信息），而無(wú)需額外的連接器。雙接口RFID標簽可以通過(guò)I2C端口連接病患監測電子設備。當設備正在運行時(shí)，設備可以通過(guò)I2C端口讀寫(xiě)電子標簽。此外，無(wú)論設備是否通電，用戶(hù)都可以通過(guò)一個(gè)符合ISO 15693標準（面向13.56MHz RFID標簽）的常規RFID讀寫(xiě)器讀取其數據。由于能夠在需要時(shí)確保數據及時(shí)性、安全且能易于讀取，該方案完善了射頻識別的技術(shù)?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
雙接口無(wú)源RFID系統的目標應用包括：設備維護需求及記錄、授權附件的驗證、傳感器、贗品識別、一次性用品重復使用控制和增加新的授權設備。當監測設備處于工作或待機狀態(tài)時(shí)，操作人員可以通過(guò)設備管理數據；而當設備掉電時(shí)，還可使用RFID讀寫(xiě)器實(shí)現標準的數據讀寫(xiě)。雙接口RFID解決方案的這一優(yōu)點(diǎn)為設計人員開(kāi)創(chuàng )了更多選擇?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
監測系統的分類(lèi)　　

病患監測系統通常分為三大類(lèi)：床邊監測儀、便攜式監測儀和配戴式監測儀。床邊監測儀在為醫療保健專(zhuān)業(yè)人員提供所需信息方面起著(zhù)重要作用，并且其信息所占比例也越來(lái)越大。床邊監測設備通常被安裝到特定區域（例如：重癥加強護理病房），目前大多數床邊監測設備都能夠利用醫院網(wǎng)絡(luò )與中央監控系統聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)設施網(wǎng)絡(luò )交換數據?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
便攜式監測儀的管理具有不小的挑戰性，因為這類(lèi)設備似乎能夠“離開(kāi)”甚至迷路。雖然檢測設備位置不在本文討論范圍內，但了解設備發(fā)生了何種狀況對確保設備持續達標和驗證所有人身份有很大的幫助?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
配戴式監測儀雖然不是新發(fā)明，但隨著(zhù)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，測量種類(lèi)和數據量正在快速增加，這正是雙接口RFID解決方案的用武之地。雙接口RFID解決方案為系統內部工作提供網(wǎng)關(guān)而無(wú)需繁雜的連接線(xiàn)，因此可以提高監測儀的實(shí)用性和使用壽命?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
配戴式監測儀還可以分為以下幾個(gè)子類(lèi)：移動(dòng)/可配戴式個(gè)人監測儀（MPM）：這類(lèi)設備實(shí)時(shí)監測慢性病癥患者的生命特征活動(dòng)，并存儲和轉發(fā)測量數據或者報警；移動(dòng)聚合器：能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)報告病患狀態(tài)的有或無(wú)外接傳感器的智能手機類(lèi)設備；可配戴式保健設備：配戴在手腕/手臂/胸部的保健設備或嵌在鞋和襯衫內的傳感器，用來(lái)為預防保健工作檢測心率、呼吸、步調等；遠程病患管理（RPM）設備：內置病患專(zhuān)用傳感器的特殊監測設備。這些系統可以通過(guò)傳感器定制，以報告諸如心率等數據以及病患的姿勢（站立還是躺臥）?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
不論是床邊監測器，還是便攜式或配戴式監測儀，所有的病患監測設備都面臨著(zhù)共同的挑戰：如何讓設備保持最新的軟件、校準或保養記錄？又該如何發(fā)現設備故障發(fā)生？

管理系統數據的好處　　

一次簡(jiǎn)單的設備故障就會(huì )對病患檢測結果產(chǎn)生很大的影響。并不驚奇的是，在困擾業(yè)界的問(wèn)題中，監測設備備用電池的故障高居榜首。系統自檢在該報警的時(shí)候沒(méi)有報警，而在其后最不該報警的時(shí)候又重新報警。對于床邊監護設備，其中央監測功能可以報告故障，并執行校正操作，從而避免嚴重的問(wèn)題發(fā)生?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
便攜式和配戴式監測設備給設計人員帶來(lái)一系列更具挑戰性的問(wèn)題。其中一個(gè)問(wèn)題是：這兩大類(lèi)設備是增長(cháng)最快的市場(chǎng)，而互操作標準直到最近才真正成為關(guān)注焦點(diǎn)。例如，最近康體佳（Continua）健康聯(lián)盟指定了四個(gè)主要的互操作性接口：USB、藍牙、藍牙低功耗（BTLE）和ZigBee。這四種接口技術(shù)的共同點(diǎn)是，監測設備必須上電并運行（即處于服務(wù)狀態(tài)），才能通過(guò)這些接口發(fā)送報告，從而表明設備在使用中。當將這些設備解除服務(wù)狀態(tài)時(shí)，監測器與錯誤信息通常會(huì )斷開(kāi)聯(lián)系，從而增加了緩解甚至發(fā)現問(wèn)題的難度?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
便攜式和配戴式監測設備還有一個(gè)更新、更難的挑戰，那就是為了防水防塵，便于清潔，而又不會(huì )損壞電子元器件，需要將這些設備進(jìn)行密封式設計。在這種情況下，增加連接器或在連接器上增加功能勢必會(huì )提高傳感器端口的體積、成本或系統復雜性?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
讀寫(xiě)相關(guān)數據　　

通過(guò)工作狀態(tài)從生產(chǎn)過(guò)程獲取可讀、可靠的可追蹤數據源，對于管理這些設備非常有用。讓我們從生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)始來(lái)看看某些例子。很久以來(lái)，設備廠(chǎng)商都是在標簽貼紙上采用很多代碼和其他壓縮方法來(lái)描述產(chǎn)品的制造日期、修訂版本、生產(chǎn)線(xiàn)/生產(chǎn)地點(diǎn)、序列號等產(chǎn)品信息，這類(lèi)數據是質(zhì)量控制與設備追蹤所需的基本信息?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
現今的系統需要選項配置、多個(gè)傳感器校準常數、保養間隔等數據。某些系統還提供了用戶(hù)可編程“熱鍵”，讓護理機構設置和鎖定這些功能。僅設備維護管理就需要如此多的數據，就不用說(shuō)“檢查發(fā)動(dòng)機指示燈”的實(shí)時(shí)數據了。能夠記錄并實(shí)時(shí)讀取錯誤事件可大幅降低設備的維護成本，減少檢修保養時(shí)間?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
通過(guò)I2C接口給每臺設備連接一個(gè)電子標簽，醫務(wù)人員即可記錄并實(shí)時(shí)讀取錯誤事件?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
根據存儲器需求，這些雙接口存儲器芯片可以使用兼容的I2C總線(xiàn)分成多個(gè)邏輯存儲區，并共享同一根天線(xiàn)。這個(gè)解決方案不僅擴大了存儲器的潛力，而且，設計人員還可以在存儲器或任何邏輯區內設置一個(gè)32位的安全密碼，建立存儲器訪(fǎng)問(wèn)權限機制?！　?/p>

設計的簡(jiǎn)單性讓設計人員能夠靈活地應用這款雙接口電子標簽?，F在你可能想問(wèn)，假如在通過(guò)RFID讀寫(xiě)數據的同時(shí)設備得到系統命令，那將會(huì )出現什么結果？大多數工程師都知道，設計一個(gè)簡(jiǎn)單的系統通常是把復雜性轉移到芯片內。例如：在意法半導體的M24LR64-R雙接口EEPROM存儲芯片中就有這樣一個(gè)電路，它能夠處理可能的并行通信，并從RF和I2C端驅動(dòng)系統活動(dòng)。

監測設備的設計標準　　

病患監測設備設計標準是一個(gè)與病患監測地點(diǎn)和監測內容有關(guān)的復矩陣。不斷發(fā)展的技術(shù)和標準要求密切跟蹤前文提到的設備制造和維護數據。另外一個(gè)很難處理的問(wèn)題是假冒偽劣附件、傳感器和病患配戴的其它測量設備。對于直接插入的附件，設計人員可以在系統內引入一個(gè)能夠讓主處理器讀取的數據加密方法，當然，這個(gè)解決方案只適用于智能傳感器等產(chǎn)品。對于一次性附件，設計人員可能想引入一個(gè)低成本的能夠讀取附件內RFID標簽的RFID讀寫(xiě)器。那么，在雙接口RFID芯片內可以編入一個(gè)安全的挑戰碼?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
當新的或經(jīng)認證的附件上市時(shí)，在監測設備內增加一個(gè)挑戰碼并不是難事。隨著(zhù)假冒產(chǎn)品問(wèn)題日趨嚴重，市場(chǎng)需要一個(gè)如上所述的可靠、低廉的解決方案?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
ISO標準、互操作性和安全性　　

當前技術(shù)采用了工作在13.56MHz頻帶的ISO/IEC 18000-3模式1空中接口協(xié)議（基于ISO 15693）。該標準支持的最遠讀寫(xiě)距離可達1米，具體取決于天線(xiàn)尺寸和其他因素。極低的工作電壓使得安全性非常高，并且在很多配置中都配有讀寫(xiě)器，因此，這一標準在全世界廣泛使用。最近，我們還看到部分新上市的安卓手機安裝了兼容這種標準的讀寫(xiě)器?！　?br style="margin: 0px; padding: 0px; line-height: 15px;" />
本文小結　　

設計人員的挑戰并未變得更輕松。幸運地是，今天市場(chǎng)上可選的解決方案非常多，有些解決方案還能用于互不相關(guān)的行業(yè)。當設計人員認識到，利用一個(gè)低成本、低功耗且易于實(shí)現的器件能夠輕松解決一系列難題時(shí)，這種系統似乎在醫療市場(chǎng)上擁有更廣好的應用前景。