无线充电，连接性，小尺寸和低电源键个人健康科技

guanglun · 发表于 2015-12-17 08:44:13

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部署个人健康监测设备的数量已经预测业内人士分析，以2016年从今天约500万，明年翻一番，达到约10亿美元。这些设备将根据需要，是小的，不显眼且易于维护 -典型地由患者自己。因为健康监测的性质，它很可能是该设备还需要气密密封或在最起码，使用医用级洗涤剂容易清洗。这表明，需要无线连接和无线充电。由于他们很可能会被要求保持工作进行广泛的时期不中断，需要低功耗解决方案也越来越明显。
另一个必要的特点是对安全的需求;颁布了美国在1996年的健康保险流通与责任法案(HIPAA)是如何立法将被征收，以确保数据的安全性只是其中一个例子。它会落在原始设备制造商实施必要的安全级别，以确保符合此类立法。今天的许多MCU功能集成的安全特性，而所有目前部署在大容量的通信协议具有安全元件内置于他们的核心。的关键满足家庭卫生设备的预期需求将是相匹配的市场需求与可用的技术能力和在必要时，开发新的解决方案。
特设的基础设施
目前，对于家庭的医疗设备的基础设施是基本的，涉及独立设备(如血糖测试器)，设备，可以收集数据通过USB /PC，或简单的显示器，可以通过蓝牙连接到一个智能电话的访问。虽然所有这些设备在市场上建立了一个地方，“远程医疗”的真正好处将来自连接设备的无缝监控更复杂的参数(如血压，呼吸频率或运动)，并安全地传送信息给医疗保健专业人士，患者的需要不断监测长期或短期的健康状况。
在这种情况下，需要有一个更复杂的基础设施是明确的：一个将是足够安全保护机密数据，但具有足够的灵活性，以允许设备加入/易于离开网络。在家庭卫生基础设施的心脏将是一个“中心”或网关。典型地，这将基于设计的目的，如i.MX28家族飞思卡尔一个高度集成的解决方案。它形成了一个家庭健康中心参考设计(图1)，其中飞思卡尔捆绑的iDigi远程医疗应用套件的基础。
飞思卡尔的家庭健康中心参考设计的图像

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图1：飞思卡尔的家庭健康中心参考设计所需的所有基本功能。
该i.MX28是一个家庭的基于ARM9内核(图2)，它集成了显示器，电源管理和连接功能的应用处理器。LCD控制器支持触摸输入，由飞思卡尔的触摸传感软件套件(TSS)，其中包括支持各种不同的材料和投入(如旋转，滑动或键盘)所需要的算法支持。该套件可部署在广泛的MCU，包括32位ARMCortex-M的Kinetis系列和8位S08系列，以及微处理器，无论是主机或卸载到一个更小，成本更低的MCU。这种人机接口将是一个必须很容易地清洗或能够在多种医疗环境中发挥功能的设备的规范。
飞思卡尔的基于ARM9的i.MX28系列图片

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图2：飞思卡尔的基于ARM9的i.MX28系列集成了必要制定一个家庭健康中心网关的主要功能。
连接
开发和部署连接医疗监控设备将在很大程度上依赖于对通信标准;市场已经明确表示，它不会支持一个封闭的生态系统，因此，鼓励必要的投资，开发家居行业支持，解决医疗设备的特殊要求有线和无线配置的发展状况的设备。
最值得注意的是，对于无线，蓝牙技术联盟的医疗器械工作组已制定了医疗设备规范(HDP)，而USB组织定义了个人保健设备类(PHDC)。双方已通过Continua健康联盟。
之一的低功耗蓝牙在运行所述HDP的医疗装置用例的好处是，它支持通信到基于网络的应用，而不需要经由智能手机或PC去;代替设备可直接与一网关(如前面所述)进行通信，从而进一步增加了家庭健康网络的安全性凭证。
采用任一个或两者的这些协议的敏感的医疗数据的传输需要MCU不仅能够实现该软件，但提供安全的额外级别的立法目前要求。作为蓝牙堆栈使用高级加密标准(AES)，则MCU选择需要能够支持这一;一个例子是MSP430FR59xx系列德州仪器。TI是定位于MSP430组合这个特定版本作为适用于多种原因的便携式医疗设备。首先，它是建立在TI最新超低功耗“金刚狼”的技术平台，使其立即电池供电的设备是有利的。其次，它集成了FRAM存储器当中，以及作为一种低功耗技术，近无限的读/写周期，本质上是防篡改的。该器件还支持通过256位AES硬件安全的应用程序，并允许内存段被锁定，以保护知识产权，并提供安全的数据记录。
应用
由于病人变得更加熟悉和适应便携式医疗设备，设备的范围将进一步增加。今天，可得到的设备的范围跨越的血压或血糖(图3)，一个单一的设备，以提供一系列的患者监测功能(图4)患者监测装置，将环境调节诸如氧浓缩(用于增加氧在小范围内的量，例如掩模)。
Microchip的设计血压计图片

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图3：Microchip的设计，血压计。
Microchip的设计形象的多功能监护仪

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图4：Microchip的设计为一个多功能患者监测器。
然而，更有挑战性的应用之一是离子电渗疗法;通过皮肤(透皮)递送药物的过程。这涉及到使用的电流的电荷化合物通过皮肤驱动。这使得这类装置的牢固的“可佩戴”类，作为药物是使用一次性补丁通常部署，并在这种类型的装置的最大挑战之一是大小，作为补丁必须将所有的电子元件和电池的。微芯片认为它有一个解决本申请中，在PIC10F322的形式; 8位微控制器自带的6针封装。尽管它的规模 - 和刚走35条指令 -它集成：核心，闪存和ADC;可配置逻辑单元;免费波形发生器;一固定电压参考;一个数字控制振荡器;一个温度指示器，和PWM模块，以及几个定时器。
在天平的另一端，设备的PIC32MX5xx / 6XX / 7XX系列，建议用于病人监护解决方案，配备了32位MIPSM4K内核连接到高达512 KB的闪存以及高达128KB的SRAM的。这些证书使家庭更适用于那些采用高端显卡接口，以及作为多能够处理多任务应用软件的应用。
结论
便携式医疗设备应用的潜力几乎是无限的;不仅是一般人群活得更长，但在传感器技术的进步将继续，以使更广泛的条件下在更小的设备，以进行监测，而传统的诊断设备的小型化，如超声是把更先进的设备中的手病人。提供连接到这些设备将使医疗专业人员来管理，以跨越更大的距离，更多的患者的需求。有各方普遍认为，保健的负担正在以惊人的速度，而是通过利用技术的进步，更安全的解决方案的发展，我们必须减轻这种负担，提高生活质量，甚至发现潜在的严重情况的能力更快的不断增长的人口。