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          千億級遠程醫(yī)療市場爆發(fā),互聯(lián)醫(yī)療設備如何應對需求多樣化?

          作者: 時間:2023-05-19 來源:Mouser 收藏

          1879年,著名醫(yī)學雜志《柳葉刀》在文章中提問,“如何通過使用電話通信減少有輕微健康問題的患者的就診次數(shù)?”這是人類第一次開始關注遠程醫(yī)療。如今遠程醫(yī)療已經(jīng)在社會中被廣泛實踐。比如在鄉(xiāng)村地區(qū),專業(yè)醫(yī)務人員已經(jīng)在通過遠程醫(yī)療平臺讓村民居家就能享受更好的醫(yī)療保健服務。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202305/446751.htm

          時鐘發(fā)生器的選型

          目前,遠程醫(yī)療已經(jīng)成長為千億美元規(guī)模的市場。根據(jù)Mordor Intelligence的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021年全球遠程醫(yī)療市場價值約為1,044.4億美元,預計2027年將達到2,727.6億美元的市場規(guī)模,在2022-2027年的預測期年復合增長率為20.5%。世界衛(wèi)生組織表示,2020-2030年可能是數(shù)字技術重塑醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的十年。而在遠程醫(yī)療的診斷和監(jiān)護環(huán)節(jié),互聯(lián)發(fā)揮著重要作用。

          互聯(lián)需要具備可交互性

          行業(yè)發(fā)展初期,遠程醫(yī)療主要是患者通過電腦或智能手機上的應用程序和醫(yī)生遠程溝通,更多是實現(xiàn)醫(yī)療咨詢。隨著社會對慢性病和老齡化問題的關注度提升,基于移動互聯(lián)網(wǎng)打造的進入服務鏈條中,能夠提供監(jiān)測和診斷等專業(yè)的醫(yī)療服務。

          在互聯(lián)醫(yī)療設備中,可視化是非常重要的功能。以數(shù)字聽診器為例,傳統(tǒng)的聽診器不具備可視性,往往只能由醫(yī)生通過經(jīng)驗來判斷,所以僅限于醫(yī)生隨身使用。通過下圖能夠看到,數(shù)字聽診器實際上是一款智能化水平非常高的互聯(lián)醫(yī)療設備,患者可以居家使用,然后憑借獲取到的心肺數(shù)據(jù)遠程和醫(yī)生交流,提升診療的效率。此外,有些互聯(lián)醫(yī)療設備在會診系統(tǒng)方面還會要求具備語音交互的能力。

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          圖1:數(shù)字聽診器框圖

          (圖源:NXP)

          同時,通過上面的框圖我們也能夠看到,隨著智能化水平提升,互聯(lián)醫(yī)療設備會集成非常多的功能,這就對核心器件的接口資源和集成化水平提出了很高的要求。并且,由于互聯(lián)醫(yī)療設備多為用戶居家使用,其成本也是一個挑戰(zhàn)。

          在這里,我們?yōu)榇蠹彝扑]一款既能夠支持互聯(lián)醫(yī)療設備可視化功能實現(xiàn),又具備高集成特性的器件。它就是來自制造商NXP的i.MX 8M Mini應用處理器,在貿澤電子官網(wǎng),大家可以通過搜索料號MIMX8MM6DVTLZAA,在器件詳情中看到具體的介紹。

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          圖2:i.MX 8M Mini應用處理器

          (圖源:貿澤電子)

          i.MX 8M Mini應用處理器采用先進的14LPC FinFET工藝打造,內置4個Cortex-A53內核和1個Cortex-M4內核,配合多級緩存和片上存儲器,具有高性能和低功耗特性。

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          圖3:i.MX 8M Mini應用處理器系統(tǒng)框圖

          (圖源:NXP)

          在打造互聯(lián)醫(yī)療設備會診系統(tǒng)方面,i.MX 8M Mini應用處理器提供出色的圖形、視頻和語音能力。該器件集成GCNanoUltra 3D GPU、1個著色器、OpenGL ES 2.0和一個用于2D GPU的GC320,能夠提供出色的圖形和視頻渲染能力;配合1080p60 VP9配置文件0,2(10位)解碼器、HEVC/H.265解碼器、AVC/H.264基線、電源、高速解碼器、VP8解碼器以及1080p60 AVC/H.264編碼器、VP8編碼器,保障高清視頻的傳輸質量;在音頻方面,該器件支持超過20個音頻通道,5個同步音頻接口(SAI)模塊,支持I2S、AC97、TDM、編解碼器/DSP、S/PDIF和DSD接口,有助于實現(xiàn)靈活、出色的音頻解決方案。

          此外,i.MX 8M Mini應用處理器提供PCIe、千兆以太網(wǎng)、SDIO/eMMC、USB 2.0、MIPI-CSI、MIPI-DSI等豐富的接口資源。還有一點需要著重提到的是這款器件的安全特性,它支持Arm TrustZone架構,使用OCRAM控制器的片上RAM(OCRAM)安全區(qū)域保護,并配備高保證啟動(HAB)、加密加速和保證(CAAM)模塊、安全的非易失性存儲(SNVS)和安全的JTAG控制器(SJC)等安全防護資源,屬于NXP EdgeLock Assurance保障計劃中的產品,可以從多方面保護互聯(lián)數(shù)據(jù)的安全性。

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          圖4:EdgeLock Assurance保障計劃

          (圖源:NXP)

          綜合而言,基于i.MX 8M Mini應用處理器,大家可以打造出高性能、高能效和具有成本效益的互聯(lián)醫(yī)療設備方案,并加快產品上市周期。當然,除了互聯(lián)醫(yī)療設備領域,該系列器件還可用于消費電子和專業(yè)音頻系統(tǒng)、語音助手和機器視覺、家居和樓宇自動化等相關領域。

          設備多功能化是大勢所趨

          在遠程醫(yī)療應用中,老齡化人群是占比較高的用戶群體。因此,在國家衛(wèi)健委頒發(fā)的《關于進一步落實便利老年人就醫(yī)舉措的通知》中著重提到,要解決老年人在看病就醫(yī)過程中面臨數(shù)字鴻溝的問題,醫(yī)療機構互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院要進行適老化的改造,簡化網(wǎng)上預約流程,通過語音錄入、增加人工服務的渠道,便利老年人的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療服務選擇。

          在設備端,由于老年人已進入身體機能的衰退期,感染各種疾病的幾率較青壯年大大增加,且身體自身的基礎性疾病較為復雜,這就需要互聯(lián)醫(yī)療設備盡可能具備更多的功能,同時操作要實現(xiàn)“傻瓜化”。當然,由于老年人疾病的復雜性,這些設備需要能夠提供遠程會診、遠程咨詢和護理示教等功能。

          借助這樣的系統(tǒng),能夠提高老年人診斷與醫(yī)療水平、降低醫(yī)療開支、滿足廣大人民群眾的保健需求。不過,面對功能如此豐富的系統(tǒng),大家可能會為選擇主芯片而犯愁,選擇不慎的話甚至需要多顆芯片才能夠滿足需求。在此,我們?yōu)榇蠹彝扑]i.MX 6SoloX ARM處理器,同樣是來自制造商NXP,單芯片就能夠滿足功能豐富的應用需求。在貿澤電子平臺上,大家可以通過搜索料號MCIMX6X4EVM10AC,在該器件的詳情頁里看到完整介紹。

          i.MX 6SoloX ARM處理器采用Arm?Cortex?-A9和Cortex?-M4內核打造。其中Cortex-A9內核可運行復雜的OS系統(tǒng),配合NEON SIMD媒體加速器,以及GPU 2D/3D、攝像頭接口、PiXel處理管道(PXP)等資源,可用于構建應用豐富型系統(tǒng);Cortex-M4內核則具有實時響應和系統(tǒng)控制功能。因此,綜合來說,該系列處理器能夠用于打造實時響應的應用豐富型系統(tǒng)。

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          圖5:i.MX 6SoloX ARM 處理器系統(tǒng)框圖

          (圖源:NXP)

          安全性和高能效是i.MX 6SoloX ARM處理器具備的兩大產品特色。其中,器件的安全資源包括安全消息單元(MU)、多核隔離和共享、資源域控制器(RDC)等;器件內部集成了部分PMU,并由NXP MMPF0100和MMPF0200提供支持。

          便攜式帶來功耗挑戰(zhàn)

          應用需求不斷豐富加上相關技術持續(xù)提升,使便攜成為了互聯(lián)醫(yī)療設備一個重要的產品特性。隨身攜帶的血壓計、血糖儀,以及可居家使用的呼吸機、心電監(jiān)護儀等設備幾乎都或多或少具備便攜屬性。不過,便攜式也就意味著電池供電,這就給互聯(lián)醫(yī)療設備的續(xù)航能力帶來了挑戰(zhàn)。

          在此,我們?yōu)榇蠹彝扑]來自制造商TI的TLV62569降壓轉換器,大家可以通過搜索料號TLV62569PDDCR在貿澤電子官網(wǎng)找到它。

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          圖6:TLV62569降壓轉換器

          (圖源:貿澤電子)

          TLV62569降壓轉換器是TI遠程保健系統(tǒng)方案中的一款產品,是一款同步降壓DC-DC轉換器,經(jīng)優(yōu)化實現(xiàn)了高效率和緊湊型解決方案。

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          圖7:TLV62569降壓轉換器系統(tǒng)框圖

          (圖源:TI)

          在中等負載或重載條件下,TLV62569降壓轉換器在脈寬調制(PWM)模式下工作,開關頻率為1.5MHz;在輕負載條件下,該器件自動進入節(jié)能模式(PSM),從而在整個負載電流范圍內保持高效率;關斷時,電流消耗減少至2μA以下。除了高能效,該器件還提供過流保護、熱關斷保護等保護功能。

          互聯(lián)醫(yī)療設備普及的阻礙

          在遠程醫(yī)療市場高速增長的情況下,互聯(lián)醫(yī)療設備未來發(fā)展可期。不過,正如世界衛(wèi)生組織提到的,目前正處于數(shù)字技術對傳統(tǒng)醫(yī)療革新的時期,市場發(fā)展難免會有這樣那樣的問題。

          對于互聯(lián)醫(yī)療設備而言,尤其是應用于居家場景的相關設備,設備空置率高是一個典型的問題。究其根本原因,無外乎兩點,首先是專業(yè)的醫(yī)院對遠程醫(yī)療支持不夠。解放軍總醫(yī)院遠程醫(yī)學中心主任張梅奎教授曾在2019年表示,根據(jù)他的觀察,當時全國支持遠程醫(yī)療會診的醫(yī)院不足20%,這就導致設備給出的專業(yè)性數(shù)據(jù)無法得到有效解讀,測了等于沒測。

          其次是設備自身對醫(yī)療大數(shù)據(jù)的運用不夠醇熟。目前,醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺面臨著數(shù)據(jù)海量性、復雜性,以及結果精準性的挑戰(zhàn),且由于數(shù)據(jù)用途和診療、監(jiān)護掛鉤,進一步提高了平臺搭建的門檻,使得目前互聯(lián)醫(yī)療設備的很多功能仍需要專業(yè)醫(yī)生的幫助才奏效。

          不過,好消息是政策和行業(yè)都認可遠程醫(yī)療的價值,在做積極的推動。在這個過程中,互聯(lián)醫(yī)療設備的易用性也將顯著提升,并借助5G+AI技術的賦能開啟產業(yè)發(fā)展的新篇章。



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