半導體技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)下一代醫療設備的發(fā)展

　　上述所有低功耗設計技術(shù)都已應用在飛思卡爾 Kinetis 微控制器和微處理器產(chǎn)品線(xiàn)中。將上一節描述的特性整合在一起，可以?xún)?yōu)化醫療設計，實(shí)現更節能的運行。

　　盡管無(wú)線(xiàn)技術(shù)已滲透到日常生活的許多方面，但大部分醫療設備仍然是有線(xiàn)的。一個(gè)典型的設備擁有一個(gè)數據收集傳感器，該傳感器通過(guò)線(xiàn)路連接到醫療設備，而該設備可通過(guò) USB 等有線(xiàn)連接，連接到 PC。這些有線(xiàn)解決方案給患者造成許多問(wèn)題，最重要的是易用性問(wèn)題。請看下面患者讀取心電圖（ECG）的示例。圖 2 顯示了一個(gè)夾著(zhù)有線(xiàn)傳感器的患者，這是典型的 16 導聯(lián)心電圖。圖 3 顯示了下一代創(chuàng )可貼?大小的心電圖數據采集設備。對比兩幅圖，可看出哪種設備更易于使用、最適合患者在家中使用。

　　
圖2：心電圖數據采集設備（目前的）

　　
圖3：心電圖數據采集設備（未來(lái)的）

　　在選擇無(wú)線(xiàn)協(xié)議時(shí)，醫療設備設計人員有多種選項。下面的表 1 中列出了醫療保健設備中常用的無(wú)線(xiàn)協(xié)議。

　　正如您看到的，有各種各樣的低功耗技術(shù)可用于無(wú)線(xiàn)醫療設備中，每種技術(shù)都有其獨特的效用。ANT/ANT+是一個(gè)以2.4GHz運行的專(zhuān)有協(xié)議，目前主要用于健康和健身產(chǎn)品中，而非臨床醫療設備中。ANT產(chǎn)品的總量正快速增長(cháng)，但只有極少數產(chǎn)品采用了這種技術(shù)，這可能是因為突發(fā)傳輸速率僅為 20kbps。

　　與ANT類(lèi)似，Zigbee 也以 2.4GHz 運行，并已經(jīng)在一些醫療設備中采用，這主要是由于其特定的醫療保健配置。一個(gè)關(guān)鍵的區別是，ZigBee 基于一個(gè)開(kāi)放的標準協(xié)議（IEEE 802.15.4），而 ANT 采用專(zhuān)有協(xié)議。Zigbee 在臨床環(huán)境中獲得了成功，因為醫院的 IT 專(zhuān)業(yè)人士能夠利用其網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )功能的優(yōu)勢。

　　藍牙智能（BLE）是一種專(zhuān)門(mén)為短程、低能源應用創(chuàng )建的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，這些應用只需要短暫的數據突發(fā)（即非數據流）。低延遲和各種睡眠模式使 BLE 以低功耗特性見(jiàn)長(cháng)。憑借這些特性，加上藍牙 4.0，包括藍牙智能（BLE），已成為手機、平板電腦和 PC 等智能移動(dòng)設備的標準，BLE 很有可能在市場(chǎng)上普及。

　　已為市場(chǎng)快速普及準備就緒的一種新的無(wú)線(xiàn)協(xié)議是 Medical Body Area Network（醫療機構區域網(wǎng)絡(luò )）或 MBAN 協(xié)議。開(kāi)發(fā) MBAN 頻譜的目的是針對低功耗和短程醫療應用，為了將患者從床邊監護及治療設備的束縛中解脫出來(lái)，應對“最后一米”的挑戰，MBAN 頻譜而得以發(fā)展。它使用 IEEE 802.15.6 標準運行，可能使用與 Zigbee 或藍牙智能相同的無(wú)線(xiàn)電硬件。專(zhuān)注于健康和醫療應用的芯片供應商已經(jīng)開(kāi)始創(chuàng )建解決方案，其中的一些解決方案將于 2012 年推出。

　　醫療市場(chǎng)中的無(wú)線(xiàn)應用正處于突破關(guān)口。想象一下某個(gè)系統使用嵌入在衣服中的傳感器來(lái)監測您的心率，然后將數據發(fā)送到遠程監控網(wǎng)關(guān)，并提醒您的醫生，所有這一切都是采用無(wú)線(xiàn)完成，沒(méi)有任何干預。遠景已經(jīng)勾畫(huà)，標準正在制定，醫療市場(chǎng)的一場(chǎng)技術(shù)革命正在進(jìn)行中。

　　要考慮最后一點(diǎn)的是，不像許多其他電子產(chǎn)品，醫療設備在上市前面臨沉重的監管負擔。即使在最好的環(huán)境下，開(kāi)發(fā)醫療設備也投資巨大（1000 萬(wàn)美元至 2000 萬(wàn)美元），而且上市的時(shí)間很長(cháng)。這就需要產(chǎn)品有 10-15 年的壽命。芯片供應商已經(jīng)注意到這個(gè)問(wèn)題，而且一些供應商已推出計劃，保證產(chǎn)品壽命為 10 年、15 年甚至 20 年。

　　未來(lái) 5 年將是令醫療設備領(lǐng)域興奮的 5 年。模擬、低功耗以及無(wú)線(xiàn)