醫療信息通信系統(08-100)

　　前言

　　在醫療和保健領域，人體植/侵入式或配帶式超低功耗和小型化無線收發芯片與傳感器大量使用，必將推動人體域無線網絡(BAN)迅速發展，為醫療信息通信提供一個必要的平臺，實時地傳送人體的生理參數，實現遠程診斷和治療。例如，日本政府正在實施一個“u-Japan”計劃，旨在建立一個獨特的ad-hoc網絡，用于安全又可靠的醫療服務。

　　醫療信息通信技術(ICT)將充分借助和涉及現有眾多的高新技術，諸如傳感器網絡、網絡機器人、RFID以及基于超寬帶(UWB)、軟件定義無線電(SRD)與多輸入多輸出(MIMO)技術的先進移動通信系統;進一步研發超低功率放大器、軟件結構RF以及片上天線;此外，封裝技術對經久耐用的植/侵入式器件也是至關重要的。

　　下面主要介紹體內植/侵入式無線收發器和數字電子疹診療貼的設計，介紹人體域網絡的發展情況。

　　體內植/侵入式器件無線通信

　　Zarlink Semiconductor公司致力于開發植/侵入式半導體芯片和體內通信，它的超低功耗收發器ZL70101用于鏈接植/侵入式醫療器件和監測設備的遙測系統。新一代采用0.18?m RFCMOS工藝并具有新型無線結構和調制技術的70102亦即將面世。據該公司報道，ZL70101已用于診斷用藥丸式攝像機中，拍攝圖像，并按每秒4幀、2.7Mbps數據速率傳送至記錄儀。發射時消耗5.2mW功率，設計工作時間超過8小時。

　　ZL70101(圖1)是一個超低功耗無線收發器，為醫療植/侵入式應用提供高性能半雙工RF通信鏈接。高集成度器件包括10個MICS信道與2個ISM信道400MHz收發器和提供器件控制和RF消息編譯的媒體接入控制器(MAC)，和一個標準SPI接口提供方便的連接。一個備選的2.45GHz ISM帶接收器提供附加的喚醒功能。它采用Reed-solomen編碼方案，結合CRC誤碼檢測以達到十分可靠鏈接。對數據塊，最大誤碼率(BER)小于1.5×10-10。

　　圖1 ZL70101方框圖

　　ZL70101收發器既可用于植/侵入式設備，也可用于基站。鑒于兩個系統對功耗有不同的要求，收發器定義了兩種基本的啟動工作方式：

　　·植/侵入式醫療設備(IMD)方式：在此方式，收發器通常處于休眠狀態，也就是處于極低電流狀態。使用時，IMD可通過2.45GHz鏈路喚醒，或通過IMD處理順直接用WU-EN引腳喚醒。