無(wú)線充電，連接性，小尺寸和低電源鍵個(gè)人健康科技

部署個(gè)人健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)量已經(jīng)預(yù)測(cè)業(yè)內(nèi)人士分析，以2016年從今天約500萬(wàn)，明年翻一番，達(dá)到約10億美元。這些設(shè)備將根據(jù)需要，是小的，不顯眼且易于維護(hù) - 典型地由患者自己。因?yàn)榻】当O(jiān)測(cè)的性質(zhì)，它很可能是該設(shè)備還需要?dú)饷苊芊饣蛟谧钇鸫a，使用醫(yī)用級(jí)洗滌劑容易清洗。這表明，需要無(wú)線連接和無(wú)線充電。由于他們很可能會(huì)被要求保持工作進(jìn)行廣泛的時(shí)期不中斷，需要低功耗解決方案也越來(lái)越明顯。

另一個(gè)必要的特點(diǎn)是對(duì)安全的需求;頒布了美國(guó)在1996年的健康保險(xiǎn)流通與責(zé)任法案(HIPAA)是如何立法將被征收，以確保數(shù)據(jù)的安全性只是其中一個(gè)例子。它會(huì)落在原始設(shè)備制造商實(shí)施必要的安全級(jí)別，以確保符合此類立法。今天的許多MCU功能集成的安全特性，而所有目前部署在大容量的通信協(xié)議具有安全元件內(nèi)置于他們的核心。的關(guān)鍵滿足家庭衛(wèi)生設(shè)備的預(yù)期需求將是相匹配的市場(chǎng)需求與可用的技術(shù)能力和在必要時(shí)，開(kāi)發(fā)新的解決方案。

特設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施

目前，對(duì)于家庭的醫(yī)療設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施是基本的，涉及獨(dú)立設(shè)備(如血糖測(cè)試器)，設(shè)備，可以收集數(shù)據(jù)通過(guò)USB / PC，或簡(jiǎn)單的顯示器，可以通過(guò)藍(lán)牙連接到一個(gè)智能電話的訪問(wèn)。雖然所有這些設(shè)備在市場(chǎng)上建立了一個(gè)地方，“遠(yuǎn)程醫(yī)療”的真正好處將來(lái)自連接設(shè)備的無(wú)縫監(jiān)控更復(fù)雜的參數(shù)(如血壓，呼吸頻率或運(yùn)動(dòng))，并安全地傳送信息給醫(yī)療保健專業(yè)人士，患者的需要不斷監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期或短期的健康狀況。

在這種情況下，需要有一個(gè)更復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施是明確的：一個(gè)將是足夠安全保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)，但具有足夠的靈活性，以允許設(shè)備加入/易于離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。在家庭衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施的心臟將是一個(gè)“中心”或網(wǎng)關(guān)。典型地，這將基于設(shè)計(jì)的目的，如i.MX28家族飛思卡爾一個(gè)高度集成的解決方案。它形成了一個(gè)家庭健康中心參考設(shè)計(jì)(圖1)，其中飛思卡爾捆綁的iDigi遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用套件的基礎(chǔ)。

飛思卡爾的家庭健康中心參考設(shè)計(jì)的圖像

圖1：飛思卡爾的家庭健康中心參考設(shè)計(jì)所需的所有基本功能。

該i.MX28是一個(gè)家庭的基于ARM9內(nèi)核(圖2)，它集成了顯示器，電源管理和連接功能的應(yīng)用處理器。 LCD控制器支持觸摸輸入，由飛思卡爾的觸摸傳感軟件套件(TSS)，其中包括支持各種不同的材料和投入(如旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)或鍵盤)所需要的算法支持。該套件可部署在廣泛的MCU，包括32位ARM Cortex-M的Kinetis系列和8位S08系列，以及微處理器，無(wú)論是主機(jī)或卸載到一個(gè)更小，成本更低的MCU。這種人機(jī)接口將是一個(gè)必須很容易地清洗或能夠在多種醫(yī)療環(huán)境中發(fā)揮功能的設(shè)備的規(guī)范。

飛思卡爾的基于ARM9的i.MX28系列圖片

圖2：飛思卡爾的基于ARM9的i.MX28系列集成了必要制定一個(gè)家庭健康中心網(wǎng)關(guān)的主要功能。

連接

開(kāi)發(fā)和部署連接醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備將在很大程度上依賴于對(duì)通信標(biāo)準(zhǔn);市場(chǎng)已經(jīng)明確表示，它不會(huì)支持一個(gè)封閉的生態(tài)系統(tǒng)，因此，鼓勵(lì)必要的投資，開(kāi)發(fā)家居行業(yè)支持，解決醫(yī)療設(shè)備的特殊要求有線和無(wú)線配置的發(fā)展?fàn)顩r的設(shè)備。

最值得注意的是，對(duì)于無(wú)線，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的醫(yī)療器械工作組已制定了醫(yī)療設(shè)備規(guī)范(HDP)，而USB組織定義了個(gè)人保健設(shè)備類(PHDC)。雙方已通過(guò)Continua健康聯(lián)盟。

之一的低功耗藍(lán)牙在運(yùn)行所述HDP的醫(yī)療裝置用例的好處是，它支持通信到基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，而不需要經(jīng)由智能手機(jī)或PC去;代替設(shè)備可直接與一網(wǎng)關(guān)(如前面所述)進(jìn)行通信，從而進(jìn)一步增加了家庭健康網(wǎng)絡(luò)的安全性憑證。

采用任一個(gè)或兩者的這些協(xié)議的敏感的醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳輸需要MCU不僅能夠?qū)崿F(xiàn)該軟件，但提供安全的額外級(jí)別的立法目前要求。作為藍(lán)牙堆棧使用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)，則MCU選擇需要能夠支持這一;一個(gè)例子是MSP430FR59xx系列德州儀器。 TI是定位于MSP430組合這個(gè)特定版本作為適用于多種原因的便攜式醫(yī)療設(shè)備。首先，它是建立在TI最新超低功耗“金剛狼”的技術(shù)平臺(tái)，使其立即電池供電的設(shè)備是有利的。其次，它集成了FRAM存儲(chǔ)器當(dāng)中，以及作為一種低功耗技術(shù)，近無(wú)限的讀/寫(xiě)周期，本質(zhì)上是防篡改的。該器件還支持通過(guò)256位AES硬件安全的應(yīng)用程序，并允許內(nèi)存段被鎖定，以保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并提供安全的數(shù)據(jù)記錄。

應(yīng)用

由于病人變得更加熟悉和適應(yīng)便攜式醫(yī)療設(shè)備，設(shè)備的范圍將進(jìn)一步增加。今天，可得到的設(shè)備的范圍跨越的血壓或血糖(圖3)，一個(gè)單一的設(shè)備，以提供一系列的患者監(jiān)測(cè)功能(圖4)患者監(jiān)測(cè)裝置，將環(huán)境調(diào)節(jié)諸如氧濃縮(用于增加氧在小范圍內(nèi)的量，例如掩模)。

Microchip的設(shè)計(jì)血壓計(jì)圖片

圖3：Microchip的設(shè)計(jì)，血壓計(jì)。

Microchip的設(shè)計(jì)形象的多功能監(jiān)護(hù)儀

圖4：Microchip的設(shè)計(jì)為一個(gè)多功能患者監(jiān)測(cè)器。

然而，更有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用之一是離子電滲療法;通過(guò)皮膚(透皮)遞送藥物的過(guò)程。這涉及到使用的電流的電荷化合物通過(guò)皮膚驅(qū)動(dòng)。這使得這類裝置的牢固的“可佩戴”類，作為藥物是使用一次性補(bǔ)丁通常部署，并在這種類型的裝置的最大挑戰(zhàn)之一是大小，作為補(bǔ)丁必須將所有的電子元件和電池的。微芯片認(rèn)為它有一個(gè)解決本申請(qǐng)中，在PIC10F322的形式; 8位微控制器自帶的6針?lè)庋b。盡管它的規(guī)模 - 和剛走35條指令 - 它集成：核心，閃存和ADC;可配置邏輯單元;免費(fèi)波形發(fā)生器;一固定電壓參考;一個(gè)數(shù)字控制振蕩器;一個(gè)溫度指示器，和PWM模塊，以及幾個(gè)定時(shí)器。

在天平的另一端，設(shè)備的PIC32MX5xx / 6XX / 7XX系列，建議用于病人監(jiān)護(hù)解決方案，配備了32位MIPS M4K內(nèi)核連接到高達(dá)512 KB的閃存以及高達(dá)128 KB的SRAM的。這些證書(shū)使家庭更適用于那些采用高端顯卡接口，以及作為多能夠處理多任務(wù)應(yīng)用軟件的應(yīng)用。

結(jié)論

便攜式醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用的潛力幾乎是無(wú)限的;不僅是一般人群活得更長(zhǎng)，但在傳感器技術(shù)的進(jìn)步將繼續(xù)，以使更廣泛的條件下在更小的設(shè)備，以進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而傳統(tǒng)的診斷設(shè)備的小型化，如超聲是把更先進(jìn)的設(shè)備中的手病人。提供連接到這些設(shè)備將使醫(yī)療專業(yè)人員來(lái)管理，以跨越更大的距離，更多的患者的需求。有各方普遍認(rèn)為，保健的負(fù)擔(dān)正在以驚人的速度，而是通過(guò)利用技術(shù)的進(jìn)步，更安全的解決方案的發(fā)展，我們必須減輕這種負(fù)擔(dān)，提高生活質(zhì)量，甚至發(fā)現(xiàn)潛在的嚴(yán)重情況的能力更快的不斷增長(zhǎng)的人口。