移動(dòng)醫療保健系統的關(guān)鍵技術(shù)探討

推動(dòng)移動(dòng)醫療保健從概念變成現實(shí)的幾個(gè)因素包括老年人口的增長(cháng)、醫療保健費用的增加、對遠程醫療保健的需求，以及對健康生活和健身的增長(cháng)意識和需求(圖1)。過(guò)去，阻止這一概念成為現實(shí)的障礙是網(wǎng)絡(luò )連接、安全性、可靠性以及低成本和低功耗等要求。

　　圖1 ：醫療保健發(fā)展的推動(dòng)因素。

　　人們做了大量的工作以便利用技術(shù)來(lái)改進(jìn)醫療設備的質(zhì)量和易用性。影響無(wú)線(xiàn)醫療解決方案的一個(gè)關(guān)鍵因素是要大大地縮小醫療設備的尺寸，使移動(dòng)醫療保健設備遍布診所、醫生辦公室乃至廣大患者的家中(圖2)。為實(shí)現這一點(diǎn)，設計人員必須徹底了解模擬和嵌入式處理、系統知識、全球支持基礎設施架構、高級工藝技術(shù)以及醫療行業(yè)的發(fā)展演進(jìn)，此外還必須始終滿(mǎn)足醫療市場(chǎng)對質(zhì)量和可靠性的高標準要求?！　?/p>

　　圖2：無(wú)線(xiàn)技術(shù)對醫療保健的影響。

　　近年來(lái)，隨著(zhù)藍牙低功耗(BLE)和ANT等低功耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)在智能電話(huà)和一些單模外圍設備的廣泛采用，一個(gè)使廣大醫生和護理人員能夠無(wú)線(xiàn)連接醫療保健監控系統的生態(tài)系統應運而生。盡管一些家庭保健設備可能是移動(dòng)式的(如活動(dòng)監視器等)，但有一些保健設備通常會(huì )固定安放在家里的某個(gè)地方(如體重秤等)，可能無(wú)法連接無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)。由于人們常常在家里四處走動(dòng)，所以如手表或首飾等可穿戴式設備可以自動(dòng)將來(lái)自遠處重量秤的緩沖數據傳輸到家中另一處的網(wǎng)關(guān)。

　　對大多數患者監控系統都而言，非常重要的一點(diǎn)是在確保移動(dòng)性和系統靈活性的同時(shí)還需保證數據完整性。Wi-Fi和以太網(wǎng)是讓醫院對所有其設備進(jìn)行組網(wǎng)并連接至患者家中的接口?；颊叽┐魃蠠o(wú)線(xiàn)身體傳感器網(wǎng)絡(luò )設備后，護理人員就可以遠程連接患者。利用醫院的內部網(wǎng)絡(luò )或鏈路，連接至患者的家庭安全系統、數據集成管理器甚至是一部手機便可實(shí)現這一點(diǎn)。這些數據傳輸給護理人員或呼叫中心，從而實(shí)現對患者家庭個(gè)人情況的不間斷監測(圖3)?？刁w佳健康聯(lián)盟(Continua Health Alliance) 是一家由世界上領(lǐng)先的健康護理及技術(shù)公司組成，以改善個(gè)人健康的非贏(yíng)利性、開(kāi)放性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在建立一個(gè)促進(jìn)患者自主性的通用個(gè)人遠程保健解決方案系統。此外，它還讓人們和許多機構組織可以更好地管理健康。獲得保健行業(yè)認證的急切需求，將進(jìn)一步增加各種通用設備的使用，而這些設備的協(xié)同工作又會(huì )進(jìn)一步完善保健生態(tài)系統。

　　圖3 ：醫療保健監測生態(tài)系統。

　　接口和標準

　　在努力建立互操作性醫療設備生態(tài)系統的過(guò)程中，康體佳健康聯(lián)盟對通過(guò)傳輸協(xié)議(如USB、BLE和Zigbee等)連接至數據集成器(或管理器)的各種醫療設備進(jìn)行了定義(圖 4)。該聯(lián)盟采用了許多現成的標準在各種醫療設備之間傳輸和接收數據。如果某個(gè)醫療設備廠(chǎng)商想要在其產(chǎn)品上使用“Continua”標識，必須通過(guò)一個(gè)嚴格的認證過(guò)程。

　　圖4：無(wú)線(xiàn)接口和標準。

　　通信距離、數據速率和功耗都是選擇某種無(wú)線(xiàn)接口時(shí)的關(guān)鍵考慮因素。藍牙和BLE協(xié)議均具有一定的通信距離，并且擁有比Zigbee更高的數據速率。相比傳統的藍牙技術(shù)，BLE對傳感器而言具有更高的功效，從而可以使用更小尺寸的電池。另一方面，Zigbee具有中等的數據速率和占空比，并且支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，從而允許在相同系統中使用多個(gè)傳感器以實(shí)現更遠的通信距離。

　　為外圍設備選擇正確的解決方案

　　為外圍產(chǎn)品選擇無(wú)線(xiàn)技術(shù)和解決方案時(shí)，產(chǎn)品設計人員需考慮一系列問(wèn)題。

　　網(wǎng)絡(luò )處理器與真正的單片機解決方案各有優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )處理器的優(yōu)點(diǎn)是：接口簡(jiǎn)單，易于集成;無(wú)需現有應用程序代碼端口。單芯片解決方案的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)減少 BOM 組件實(shí)現成本最小化;占用更少的板級空間，實(shí)現功耗優(yōu)化。

　　當尋找一家可以提供整套解決方案的廠(chǎng)商，產(chǎn)品設計人員需要清楚自己的需求——您需要網(wǎng)絡(luò )處理器還是單芯片解決方案?您要求一個(gè)完全兼容、集成的 BLE 堆棧嗎?您需要單模式還是雙模式支持?您要求配置文件，即一種易用接口嗎?您要在模塊中設計，還是要直接將芯片集成到板上?您需要 RF 設計支持嗎?您要求第三方硬件、軟件、系統集成支持嗎?

　　根據產(chǎn)品和業(yè)務(wù)需要，產(chǎn)品設計人員可以選擇不同的組合。TI 提供了多種可滿(mǎn)足眾多廠(chǎng)商各種需求的解決方案，從而讓這一過(guò)程變得更加容易。

　　本文小結

　　從技術(shù)實(shí)現角度看，移動(dòng)醫療保健產(chǎn)品的成功有賴(lài)于眾多解決方案的供應情況。這些解決方案實(shí)現了便攜性、網(wǎng)絡(luò )接入和數據安全性。預計保健監測系統將迅速地從醫院普及到普通家庭中，這將有助于醫生和患者監控與患者健康相關(guān)的趨勢和事件。毫無(wú)疑問(wèn)，為監控系統提供具有各種功能的安全基礎設施架構是其中的關(guān)鍵。

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