基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)降低醫療費用技術(shù)

　ON World公司2008年8月的報告(“用于醫療保健的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )”)得出結論說(shuō)，到2012年，利用隨身佩戴的WSN可以為醫療保健行業(yè)節省250億美元。因此醫療保健系統有這個(gè)愿望便不足為奇了。而且，如果關(guān)于慢性病人增多的預測是正確的話(huà)，節省的錢(qián)可能會(huì )更多。但是，即使在經(jīng)濟上有這樣明顯的優(yōu)點(diǎn)，在目前無(wú)線(xiàn)技術(shù)并沒(méi)有用于監測健康。問(wèn)題是為什么沒(méi)有呢?　

醫療機構迫切需要實(shí)用的健康監測無(wú)線(xiàn)設備，病患者可以佩戴著(zhù)它，在家里正常地生活。佩戴在身上的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(WSN)使用價(jià)格低廉、具有互操作性、不會(huì )受到干擾的超低功耗(ULP)無(wú)線(xiàn)傳感器，它連接到實(shí)時(shí)顯示器上，例如手表，然后連接到家里的電腦上，而電腦則連接到互聯(lián)網(wǎng)上。運用這個(gè)有創(chuàng )新性的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，病人就不必住院或者可以縮短住院時(shí)間，卻仍然可以與他們的醫院經(jīng)常保持聯(lián)系。

　　讓醫療保健進(jìn)入家中

　　把病人送出醫院不僅對醫療保健機構的預算有益。病患者在自己的家里康復，對他們本人也有益，他們知道這是安全的，如果有任何問(wèn)題，醫生立即就知道。剛患病的人也會(huì )受益，因為在醫院找到床位的可能性更大。此外，可以減少社區的護理服務(wù)，因為護士不必到各處去做常規測量，例如量血壓、量脈搏、測量血糖。

　　而且，對“老齡化”的人口也有好處。傳統上，當老年人身體很弱時(shí)，他們離開(kāi)自己的家，到看護所去。遺憾的是，這個(gè)決策通常是根據當局的利益作出的，而不是出于個(gè)人的利益，因為在一個(gè)機構里集體監測老年人的健康，而不是在他們自己的家里進(jìn)行，容易得多─雖然更加昂貴。這意味著(zhù)“鼓勵”較為健康而且還有能力的老年人離開(kāi)自己的家，雖然他們不想這樣。有了無(wú)線(xiàn)監控，醫療保健機構就能對老年人的健康保持高度警覺(jué)，同時(shí)可以讓他們盡可能長(cháng)時(shí)間地留在家里。這個(gè)辦法可以大量地降低成本，病人也會(huì )高興些。無(wú)線(xiàn)傳感器可用于監測生命體征，也可以知道諸如老人是否跌倒的情況。藍牙技術(shù)遇到挑戰

　　先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)如今已經(jīng)廣泛用于幾乎所有的部門(mén)，但是醫療部門(mén)卻是明顯的例外。如果考慮到醫療界的嚴格要求，這也許沒(méi)有什么可奇怪的。醫療界之所以提出這些要求，是因為需要保證選用的技術(shù)不會(huì )增加用戶(hù)健康的風(fēng)險，而且是完全可靠的。那么，對于一項無(wú)線(xiàn)技術(shù)，要應對醫療監測的種種挑戰，需要做到哪些呢?互操作性-需要一個(gè)開(kāi)放的標準，這點(diǎn)極為重要，這樣不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品能夠相互通信;傳感器-需要準確、可靠、簡(jiǎn)單地進(jìn)行配對，能夠即插即用，功能能夠自動(dòng)恢復; 超低功耗(ULP)，電池壽命長(cháng)-傳感器需要低功耗的射頻無(wú)線(xiàn)電通信系統，簡(jiǎn)單的協(xié)議，用一個(gè)鈕扣電池能夠運行幾個(gè)月甚至幾年;系統和設備安全-傳輸數據必須安全、有保障，并保守醫療數據的機密;傳輸網(wǎng)絡(luò )-傳感器需要與互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信，能夠把信息傳送給在遠處的醫療保健人員; 有令人信服的應用實(shí)例供采用-醫療機構都非常保守，需要有一個(gè)令人信服的理由讓他們采用新的技術(shù)。

　　低功耗藍牙技術(shù)滿(mǎn)足了所有這些要求。例如，它的協(xié)議棧很小，所以無(wú)線(xiàn)電通訊系統在發(fā)送或接收時(shí)消耗的電流超低(并且可以進(jìn)入僅需要幾個(gè)納安的“睡眠”狀態(tài))，而且低功耗藍牙技術(shù)支持AES加密無(wú)線(xiàn)通信。此外，低功耗藍牙技術(shù)是一個(gè)開(kāi)放的標準，確保不同制造商的傳感器迅速、方便地建立通信。因為低功耗藍牙技術(shù)是在藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)的基礎上建立起來(lái)的，很容易構成個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò )(PAN)，它包括若干個(gè)傳感器，例如測量心律不齊，血壓和氧氣含量，與一個(gè)“主機”裝置進(jìn)行通信。

　　低功耗藍牙技術(shù)

　　低功耗藍牙技術(shù)對功耗和成本進(jìn)行了優(yōu)化，提供緊湊的低成本、超低功耗(ULP)收發(fā)器，用于PUID(個(gè)人用戶(hù)介面設備，例如手表)傳感器，供體育、健康和保健、遙控器、近距離檢測、移動(dòng)電話(huà)配件和人機介面設備(HID)這類(lèi)產(chǎn)品使用。更重要的是，低功耗藍牙技術(shù)是開(kāi)放的標準，鼓勵許多廠(chǎng)商生產(chǎn)這種芯片，確保有很多渠道供貨，而這些是衛生當局的要求。

　　根據藍牙技術(shù)聯(lián)盟關(guān)于單模式藍牙低耗能芯片的暫定數字，它有兩個(gè)特性滿(mǎn)足健康監測無(wú)線(xiàn)傳感器對超低耗的要求：對最大電流的要求不高和帶寬比較寬。藍牙技術(shù)聯(lián)盟說(shuō)，在發(fā)射功率為0dBm時(shí)，這個(gè)芯片消耗的最大電流低于15mA(按照當局對免牌照的2.4GHz波段的功率限制，對于10m的距離是足夠的)，在接收時(shí)，略低于15mA。

　　此外，藍牙技術(shù)聯(lián)盟表示，藍牙低耗能芯片的帶寬為1Mbit/s。這個(gè)帶寬是經(jīng)過(guò)精心挑選的，因為，超低功率專(zhuān)利技術(shù)多年在現場(chǎng)使用的經(jīng)驗顯示，對于藍牙低耗能無(wú)線(xiàn)技術(shù)所針對的應用，1Mbit/s是帶寬的最佳權衡結果。權衡是在發(fā)射功率和占空比之間進(jìn)行的，發(fā)射功率隨著(zhù)帶寬增大而上升;在數據量一定的情況下，占空比則隨著(zhù)帶寬增大而降低。例如，藍牙低耗能芯片在運行速度為1Mbit/s時(shí)，工作在最大電流15 mA的發(fā)射時(shí)間只是工作在250kbit/s、發(fā)射電流為28mA的典型IEEE 802.15.4無(wú)線(xiàn)電通信設備的四分之一，就能把同樣數量的數據送出去。

　　如果長(cháng)時(shí)間沒(méi)有操作，它的射頻收發(fā)器便進(jìn)入深度睡眠模式，可以進(jìn)一步降低無(wú)線(xiàn)傳感器的功耗。雖然藍牙低耗能睡眠模式的數字還沒(méi)有公布，與Nordic半導體的類(lèi)似超低功率射頻專(zhuān)利技術(shù)作一個(gè)比較，說(shuō)明它在“待命”狀態(tài)大約消耗幾十微安，在深度睡眠狀態(tài)(或“關(guān)機”狀態(tài))，也許消耗900納安。這么小的耗電量足以使兩個(gè)AA電池持續使用幾個(gè)月或者幾年。

　　藍牙低耗能芯片能夠，例如每隔10ms醒來(lái)一次，聽(tīng)聽(tīng)是否有信號傳來(lái)(在很短的時(shí)間內消耗大約15毫安電流)，然后回到深睡眠狀態(tài)，消耗的電流則保持在平均只有幾十微安。把數據傳給醫生

　　低功耗藍牙技術(shù)超過(guò)其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)而致勝的優(yōu)勢在于如何把傳感器產(chǎn)生的數據傳送給醫生。這是因為傳感器能夠直接與無(wú)處不在的移動(dòng)電話(huà)的藍牙芯片進(jìn)行通信。移動(dòng)電話(huà)就能夠作為人身上專(zhuān)門(mén)設計的傳感器個(gè)人局域網(wǎng)的主機，確保通信安全地進(jìn)行。最重要的是，幾乎每個(gè)人都有一個(gè)移動(dòng)電話(huà)。

　　移動(dòng)電話(huà)具有運算能力，這意味著(zhù)傳感器能夠發(fā)送“原始”數據-因為移動(dòng)電話(huà)可以進(jìn)行所需要的任何計算-這簡(jiǎn)化了它們的設計，并且省電。移動(dòng)電話(huà)能把數據儲存起來(lái)，并且監視生命體征是否在規定的范圍之內。如果出現問(wèn)題，移動(dòng)電話(huà)會(huì )通過(guò)SMS自動(dòng)地把警告信號傳送給醫生的移動(dòng)電話(huà)。

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