家用便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的差異化設(shè)計

互操作性

互操作性是家用醫(yī)療保健設(shè)備的重要目標。醫(yī)療設(shè)備和IC機構(gòu)認識到，要想繁榮家用醫(yī)療保健設(shè)備市場，這些設(shè)備必須具有較高成本效益和安全性，并能相互間或與其它病人信息資源實現(xiàn)快速通信。

“交互性是一個重要的課題，可以促進便攜式家用醫(yī)療保健市場的進一步發(fā)展?！盩I公司MCU醫(yī)療解決方案業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Rajesh Verma表示，“作為這方面工作的一部分，我們正積極協(xié)助康體佳健康聯(lián)盟完成所有可工作通信協(xié)議的標準化。”

康體佳健康聯(lián)盟最近選擇了2.4GHz低功耗藍牙和Zigbee醫(yī)療保健協(xié)議作為其互操作性設(shè)計指南的第二版本。由于低功耗藍牙在手機中的流行，低功耗藍牙可能成為家用醫(yī)療保健設(shè)備的標準配置。另一方面，TI的Steve Dean指出，ZigBee可能在用于病人和資產(chǎn)跟蹤的某些臨床裝置中占主導(dǎo)地位。

還有一些私有協(xié)議，如Dynastream Innovations公司分公司ANT Wireless的ANT。ANT是一種超低功耗無線2.4GHz協(xié)議，主要用于醫(yī)療保健和健身監(jiān)護應(yīng)用。ANT Wireless公司表示，采用ANT協(xié)議的節(jié)點可以用鈕扣電池持續(xù)工作幾年時間，相比之下其它電池可持續(xù)數(shù)月。ANT是專門針對可靠靈活的數(shù)據(jù)通信設(shè)計的，可有效抵抗串擾。

對設(shè)計師工程師和醫(yī)療設(shè)計OEM商來說，無干擾的醫(yī)療監(jiān)護是一個重要課題。醫(yī)療監(jiān)護器和收發(fā)器設(shè)計必須發(fā)射低能量水平的信號，不能干擾周邊的其它信號。無線和有線傳輸必須滿足美國國家食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)嚴格的安全和可靠性要求。另外，發(fā)送的數(shù)據(jù)必須滿足病人和醫(yī)療提供商提出的嚴格隱私要求。

Nordic半導(dǎo)體公司在其nRF24AP2 8通道無線收發(fā)器中使用的就是ANT協(xié)議。最近該公司開始提供nRF8001 BLE芯片(圖7)樣品。

ABI Research公司預(yù)計，到2014年交付的低功耗藍牙芯片組將超過25億個，而這個市場的年復(fù)合增長率(CAGR)將達78%。這種芯片組的發(fā)展將反映低功耗藍牙的兩種不同實現(xiàn)，即雙模和單模，其中首先實現(xiàn)的將是單模芯片。

飛思卡爾半導(dǎo)體公司采用的是ZigBee醫(yī)療保健協(xié)議。飛思卡爾公司擁有近60%的市場份額，是基于ZigBee的收發(fā)器芯片的領(lǐng)先供應(yīng)商，這種芯片完全符合IEEE 802.14.5標準。飛思卡爾公司也是傳感器、嵌入式處理器和電源管理器件的領(lǐng)先供應(yīng)商，這些器件已被廣泛用于家用醫(yī)療保健設(shè)備，包括脈搏血氧儀、血糖儀、胰島素泵、注射泵、血壓監(jiān)視儀和個人監(jiān)護產(chǎn)品，如行動監(jiān)護儀、步行傳感器及可佩戴的恐慌告警器。

人體可穿戴網(wǎng)絡(luò)

像康體佳健康聯(lián)盟做的這些工作積極促進了人體佩戴無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，這些網(wǎng)絡(luò)也被稱為人體局域網(wǎng)(BAN)和個人局域網(wǎng)(PAN)。這些網(wǎng)絡(luò)使用低價、很低功耗、可互操作和無干擾的無線傳感器連接到像手表之類的實時顯示器，然后再連到家中的計算機。醫(yī)療信息最終將從這些計算機通過互聯(lián)網(wǎng)甚至無線方式發(fā)送給醫(yī)療設(shè)備提供者。

“無線監(jiān)護將允許醫(yī)療保健專家對老年人保持高度的警惕，同時又能讓這些老年人盡可能長時間地呆在家里。這種方法可以極大地降低成本，并使病人感到更加愉悅?！盢ordic半導(dǎo)體公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Alf Helge Omre表示。

在比利時Lueven的IMEC Holsts中心，科學(xué)家們正在開發(fā)一種喚醒監(jiān)護用的BAN，通過測量四種人體生理參數(shù)來評估人的情緒狀態(tài)。這種BAN的開發(fā)是該中心Human++計劃的一部分，它用到了許多傳感器，而這些傳感器全都系在綁于全身的繃帶上。

檢測到的人體數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送到作為基站的PC，供醫(yī)療和游戲領(lǐng)域的醫(yī)生或其他人作進一步分析。IMEC的科學(xué)家相信，這種方案可以給娛樂和醫(yī)療領(lǐng)域中的各種應(yīng)用帶來很高的價值。

嵌入衣服和被褥等日常用品并用于監(jiān)視和提醒心臟病人癥狀的各種軟硬件是歐盟1,400萬歐元HeartCycle項目的一部分。雖然這種由聯(lián)網(wǎng)的傳感器和監(jiān)視器組成的系統(tǒng)不會代替病人與醫(yī)生之間面對面的交流，但它確實可以減少對這種面對面交流的需求。上述系統(tǒng)可以檢測和遠程監(jiān)視心臟運動的微小變化，并使這些變化變得更嚴重之前及時地得到處理。