家用便攜式醫療電子設備的差異化設計

互操作性

互操作性是家用醫療保健設備的重要目標。醫療設備和IC機構認識到，要想繁榮家用醫療保健設備市場，這些設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療保健市場的進一步發展。”TI公司MCU醫療解決方案業務發展經理Rajesh Verma表示，“作為這方面工作的一部分，我們正積極協助康體佳健康聯盟完成所有可工作通信協議的標準化。”

康體佳健康聯盟最近選擇了2.4GHz低功耗藍牙和Zigbee醫療保健協議作為其互操作性設計指南的第二版本。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療保健設備的標準配置。另一方面，TI的Steve Dean指出，ZigBee可能在用于病人和資產跟蹤的某些臨床裝置中占主導地位。

還有一些私有協議，如Dynastream Innovations公司分公司ANT Wireless的ANT。ANT是一種超低功耗無線2.4GHz協議，主要用于醫療保健和健身監護應用。ANT Wireless公司表示，采用ANT協議的節點可以用鈕扣電池持續工作幾年時間，相比之下其它電池可持續數月。ANT是專門針對可靠靈活的數據通信設計的，可有效抵抗串擾。

對設計師工程師和醫療設計OEM商來說，無干擾的醫療監護是一個重要課題。醫療監護器和收發器設計必須發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督管理局(FDA)嚴格的安全和可靠性要求。另外，發送的數據必須滿足病人和醫療提供商提出的嚴格隱私要求。

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

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

飛思卡爾半導體公司采用的是ZigBee醫療保健協議。飛思卡爾公司擁有近60%的市場份額，是基于ZigBee的收發器芯片的領先供應商，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先供應商，這些器件已被廣泛用于家用醫療保健設備，包括脈搏血氧儀、血糖儀、胰島素泵、注射泵、血壓監視儀和個人監護產品，如行動監護儀、步行傳感器及可佩戴的恐慌告警器。

人體可穿戴網絡

像康體佳健康聯盟做的這些工作積極促進了人體佩戴無線傳感器網絡的發展，這些網絡也被稱為人體局域網(BAN)和個人局域網(PAN)。這些網絡使用低價、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。醫療信息最終將從這些計算機通過互聯網甚至無線方式發送給醫療設備提供者。

“無線監護將允許醫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。”Nordic半導體公司業務發展經理Alf Helge Omre表示。

在比利時Lueven的IMEC Holsts中心，科學家們正在開發一種喚醒監護用的BAN，通過測量四種人體生理參數來評估人的情緒狀態。這種BAN的開發是該中心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。

檢測到的人體數據通過無線方式發送到作為基站的PC，供醫療和游戲領域的醫生或其他人作進一步分析。IMEC的科學家相信，這種方案可以給娛樂和醫療領域中的各種應用帶來很高的價值。

嵌入衣服和被褥等日常用品并用于監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。雖然這種由聯網的傳感器和監視器組成的系統不會代替病人與醫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。上述系統可以檢測和遠程監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。