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醫療電子產品目前及未來的趨勢

上網時間: 2009年08月07日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:高齡化  醫療  無線 

無線連線及遠距病患監測

在無線連線方面,我們期望在2009年以後能整合整個體系中的不同區塊,以便在遠距保健(telehealth)及遠距醫療(telemedicine)上有所創新。對大多數的病患監測系統來說,資料完整性、系統彈性及行動性是三項重要的因素。乙太網路或無線網路等介面能夠讓醫院內的所有設備形成網路,並且能夠連線到病患家中。利用醫院的內部網路、病患住家的保全系統連結或手機連線,現今的介面能夠讓看護人員透過病患身上的無線人體感測網路與病患進行遠端連線,而這套系統是運用乙太網路或電話中心來持續監控病患的居家情況。Continua Health Alliance是一個非營利的開放性產業聯盟,其成員包括醫療保健及科技公司,而宗旨為共同合作以提升個人醫療保健的品質。這個聯盟似乎會採用Bluetooth技術。Continua Health Alliance最近由於遠距醫療方面的成果而榮獲2009 ATA President's Innovation Award,而且該聯盟的首個無線通訊協定包含醫療裝置功能。Zigbee等其他無線介面也受到消費性醫療裝置及可攜式病患監測設備所採用。

耗電量、資料傳輸速率及範圍是選用無線介面時的三個主要考量(見圖2)。例如,Zigbee通訊協定提供全球的涵蓋範圍、適度的資料傳輸速率及負載週期,並且對允許相同系統中有數個感測器的大範圍網狀網路也可進行支援。Bluetooth及Bluetooth Low Energy通訊協定的範圍有限,但是資料傳輸速率較高。Bluetooth Low Energy在感測器端的功耗較低,因此,相較於傳統Bluetooth,可以使用更小型的電池。

最後,解決方案的選擇必須符合系統耗電範圍及資料傳輸等需求。

運用這些技術可讓病患照護從醫院內移至居家環境,而這件事取決於遠距病患監測的採用率,而非此技術的可用性。遠距病患監測(RPM)是讓病患照護得以移至居家環境的最重要技術,圖3中的人體區域網路(BAN)即屬於RPM中的一例。RPM在美國的發展相當緩慢,原因在於缺乏有利於看護人員及病患的補助條件。採用率與經濟補助有極大的關聯,因為這些補助讓看護人員得以支付遠距監測、診斷及藥物運送的費用。這些體系的互通性測試也相當重要,而且其效用必須被彰顯,之後再透過有利的補助方案來提升採用率。

圖2:目前可望應用於醫療裝置中的各類無線標準一覽。
圖2:目前可望應用於醫療裝置中的各類無線標準一覽。

資料防護

醫療資料防護是另一項重要的需求及關注。1996年頒佈的健康保險可攜性和責任法案(HIPAA)已訂定出美國聯邦標準,並且受到多種技術防護措施的支援。這些標準包含特定的隱私權及安全防護規定,這些規定都禁止資料透過開放式網絡進行傳輸以及在公用電腦上進行下載,並且要求資料加密及存取控制。這些防護措施通用於全球,因此功能更完備的硬體及軟體工具正指日可待,它們將能支援目前及未來數十年的醫療資料防護。

例如,針對低功耗低電壓可攜式應用而設計,並相容於IEEE 802.15.4的數個無線射頻收發器能夠提供硬體MAC安全措施以達到資料的加密及驗證。有些收發器能提供不同的加密/解密模式,例如計數器模式(CTR)及CMC-MAC驗證及加密。當然,要運用這些安全措施必須確定及設定金鑰,這部分通常屬於通訊協定中最高層的功能。例如,CC2530便與IEEE 802.15.4、Zigbee、Zigbee RF4CE、智慧電源及網際網路通訊協定(IP)等多種網路通訊協定相容。這也提供政府標準級的進階加密標準(AES) 128位元加密/解密核心,此核心支援IEEE 802.15.4 MAC安全性、Zigbee網路層及應用層所需的AES運作,可強化安全性。

等到與傳輸病患資料及防護此類資料相關的美國聯邦標準一旦完備,即可期盼功能更完備的硬體及軟體工具出現,以支援目前及日後的醫療資料防護。

品質及可靠性

隨著政府對於品質的要求、全球機構的規定及目前法定的規範皆日趨嚴格,醫療設備公司關注的焦點亦有所變化。針對現今OEM設計半導體產品時,品質及可靠性是極為重要且明確的考量重點。在設計中納入強化產品(Enhanced Product)流程能夠讓產品的壽命更長久,這可讓變更控制過程更加明確且獲得改善。若要滿足醫療市場的需求,受到管制的專屬生產線必須強化其品質管制、提升產品的可追溯性,並提高客戶產品測試的嚴格程度。強化產品流程能夠提供非傳統監控方式協助製造商能夠節省成本並縮短上市時程,這在高度可靠性的市場中是相當常見的手法。另一種切合這些關注焦點的做法是採用一般半導體產業對醫療裝置所採取的品質管理系統ISO13485。

醫療電子產品的未來有賴於可攜性、無線連線及資料防護的技術等發展。運用這些技術可將系統從醫院移至居家環境,使得醫師與家中成員等所有看護人員能夠監測病患的生理變化及病情。想要立即且持續獲得病患的病歷並瞭解病患目前的醫療狀況,現在即可達成,而非遙不可及。監測系統中的安全基礎建設及功能組合是實現此目標的其中一項關鍵。德州儀器多樣化的類比及處理解決方案特別著重於可靠性,而且長年來在醫療市場中不斷投注心力,因此德州儀器解決方案在市場上佔居領導地位,絕對能夠協助醫療裝置製造商在此時及往後不斷提升產品的設計。

圖3:病患監測機制。
圖3:病患監測機制。

作者:Steven Dean

醫療行銷總監

德州儀器公司


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