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感測器/MEMS  

遠距照護系統開啟醫療電子新紀元

上網時間: 2008年12月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:遠端醫療監護  telehealth  感測器 

在美國,將近一半的人口都至少患有一種慢性病。這也許並不足為奇,但一個更令人驚訝的統計結果:根據美國疾病管制中心(CDC)在2005年的報告,這些慢性病患的治療費用佔全美2兆美元醫療總支出的75%以上。

這些費用大部份花在高科技治療和手術上。但也有數十億美元花在非危急但卻形形色色的醫療照護方面,例如醫生的例行檢查、實驗室檢驗和其它監護照顧程序等工作。

數年之後,許多這一類呈螺旋般攀升的費用將逐漸得以減輕。

慢性病的監護與治療是醫療保健費用中的一部份,它不應該總是呈螺旋般地急速上升。這種舒適簡便的診斷方式得以廣泛地實施,主要是由於採用無線技術的遠距照護系統最終實現了在全球的互通作業性。

遠距醫療(Telehealth)電子技術是為了減少患者進出醫院和診所的次數,並以引導其生活方式來改善患者健康狀況而開發的。在第一波遠距醫療實施之後,第二波行動也將接踵而至,包括在病患體內植入高精準度的感測器,使其可在人體區域網路(BAN)範圍內通訊。其重點將從協助改善病患生活方式轉變為對醫生提供即時的急救資訊。

遠距醫療將為設計工程師們開啟商機。根據Forrester Research公司資深分析師Elizabeth Boehm預測,遠距個人健康照護市場將在2010年時達到50億美元的規模,預計2015年更將攀升至340億美元。

針對照護設備和醫療院所之間所進行的無線和有線資料傳輸,Continua Health Alliance將在今年年底制訂最初指導方針,而這一市場也將隨之向前邁進一大步。雖然這些指導方針與我們所熟知的設備密切相關,包括血壓計、血糖測試儀、計步器、體溫計和體重計等,但這一資料傳輸結構也將適用於更複雜的設備。

圖1:IMEC所研發的先進無線ECG貼片核心。
圖1:IMEC所研發的先進無線ECG貼片核心。

下一代設備業已部署於醫院中以進行實測。由比利時校際微電子中心(IMEC)設計的一款無線心電圖(ECG)監控器就是一個很好的例子,該產品在一個類似腕錶大小的超薄封裝中整合了電極、生物晶片感測器、MCU和射頻電路。其貼片處理器上所執行的演算法可每週七天/每天24小時監控心臟的心律不整情況。只需要一個小電池,即可連續運作一週。

由於許多技術仍處在矽晶原型階段,這一遠距醫療的概念就變得更令人感興趣了。這些技術包括:專為生物醫學訊號分析而設計的超低功率DSP、低採樣速率/高解析度的ADC、比藍牙功耗更低兩倍的超寬頻射頻,以及將可取代電池的MEMS能源收集器。

第一波:建立互通性

Continua Health Alliance的宗旨在於確保健康監控設備和以家庭為基礎的資訊交換中心(hub)之間互通作業性。資訊交換設備可將來自監護設備中的資料傳送至醫療保健服務院所。

符合Continua Vision One Guideline規格的第一代設備可透過無線藍牙或有線USB連接,以提供安全的感測器資料傳輸,Continua總裁David Whitlinger說。用於接收資訊的本地資料交換中心可以是一支手機、PC、先進的機上盒(STB)或上述各種專用設備。

指導方針目前正進行最後評估,預計年底推出。該規格定義了照護設備的應用場合,並載明與‘健康設備概要’(HDP)的相容性。這一健康設備概要是由藍牙SIG和USB-IF所共同研擬的。

圖2:基於遠距醫療的技術生態系統將改變醫療成本急速攀升的現況。
圖2:基於遠距醫療的技術生態系統將改變醫療成本急速攀升的現況。

Continua已為HDP做出了重要貢獻,Whitlinger說。指導方針還要求必須符合IEEE 11073標準;這一標準定義了用於安全傳輸醫療資料的協議和資料結構。

包括Bluegiga、博通(Broadcom)、Cambridge Consultants、Cybercom、MindTree、松下(Panasonic)、Stollmann和東芝(Toshiba)等幾家公司已經開始為相容於Continua的藍牙/USB/IEEE11073模組提供整合軟體和晶片的解決方案。

其中一些供應商也在10月底於哈佛大學召開的互連健康論壇(Connected Health Symposium)上首次展出產品。例如,Cambridge Consultants公司為第一代監控應用開發了一系列的參考設計,以及包括藍牙和USB晶片的工具組。

“客製化的方式可讓用戶利用自己的顯示器,或從現有感測器中讀取資料。”Cambridge Consultants公司無線醫療事業部門主管Paul Williamson說。

因此,一旦完成客製化工作,就可使韌體與CSR的BlueCore藍牙晶片連接。雖然藍牙和USB具有安全方面的規定,但它們更強調資料完整性,Williamson說。IEEE 11073協議建構在資料傳輸之上,因此必須可提供更多的客製化,以滿足當地強制保護病患健康紀錄的法規要求。


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