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控制技術/MCU  

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 

第二波:研發新技術

在美國和歐洲,心血管疾病是導致死亡和功能障礙最常見的原因。其中,心臟病(包括心律不整)造成的死亡率佔全美死亡人數的30%。

診斷心律不整最常用方法是定點照護(point-of-care)ECG監控,或者配戴一個不太舒適的可攜式設備,以便24小時記錄心臟活動。

一款具有無線連接性但看來並不起眼的微型ECG監控器,可針對心律不整的情況連續進行掃描,以挽救生命並降低急救醫療成本。為了發揮最大優勢,該設備還可分析ECG訊號。本地分析使人員得以迅速採取適當行動,包括從資料儲存到即將或可能發生嚴重情況前,先向患者和醫療院發出警告。

雖然其它地方也正進行著類似設備的研發,但IMEC的設計已在歐洲的醫院中經過驗證了。IMEC的ECG貼片正在Holst Centre的Human++專案中進行研發,該專案的重點是用於健康監控的無線自主感測器系統技術。

IMEC的先進ECG貼片具有基於子波(wavelet)的ECG分析軟體,並執行於德州儀器(TI)的MSP430 f1611 MCU上。主要硬體元件包括:Nordic Semiconductor公司的nRF24L01射頻晶片、生醫晶片感測器、電極、ADC和一個叉狀天線,所有這些元件全部整合在一塊可撓性聚醯亞胺基板上。該系統接著再被整合於織品中,以實現彈性與延展性。一塊20mm x 20mm x 5mm的電池可使其持續運作一週,IMEC專案總監Bert Gyselinckx介紹。

其平均功耗約2mW。但與ECG貼片一樣讓人印象深刻的是,這一產品還有更多的改善空間,特別是就實現超低功耗的目標來說。降低功耗一直是一項重大挑戰。

“理論上我們希望能進行更多運算並減少通訊,”Gyselinckx說。“但以目前的技術卻無法做到,因為仍無法使處理器或射頻適當地進行週期性作業。我們必須開發出可微調運作週期的處理器與射頻,以便使其可迅速切換暫停或工作狀態,而不至於在啟動和關機瞬間損耗功率。”

研究人員們正致力於這方面的工作,並採用各種新技術而進行改善。例如,相較於2.4GHz的Nordic晶片,採用UWB射頻技術可在發射端降低10∼100倍的功耗。Nordic晶片本身就是一款超低功耗元件,比藍牙更省電得多。

IMEC已經開發出UWB射頻原型,以及可調整週期性間歇作業的DSP與生醫訊號分析,Gyselinckx說。此外,還有一款採用100kHz∼200kHz採樣率、12∼16位元解析度的超低功耗ADC也正開發中。其它尖端技術還包括感測器以及從人體擷取能量的能量收集技術,以省去對電池的需求。

更多的挑戰

雖然邁向技術方案之路已相當明朗,但遠距醫療仍面臨著文化和制度上的阻礙。Forrester Research首席分析師Carlton Doty指出,他對於如何符合法規要求、醫療院所的治療不當,以及後端IT基礎設備落後等現有問題感到相當憂心。

65%∼70%的美國醫務人員一般工作於一家不到10名醫生的診所或機構中,Doty說。在建立一個以IT為基礎的醫療記錄系統時,這些小型醫療診所仍面困難重重,他指出。而醫療設備補貼不足是使得大小醫療機構延緩其IT投入的另一項因素。

這些障礙都可以被克服,加上在技術方面所取得的進展,都將使得在制度層面上實現的必然性更加順理成章。

作者:善柯


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