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無線鏈路提升醫療應用效率

上網時間: 2015年12月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:無線鏈路  FPRF  NHS  FPGA  LMS7002M 

基頻功能

FPRF受基頻晶片的控制。這個基頻晶片的主要功能是接收來自生命徵象設備的資料,為這些資料打上時間戳記,然後分組成便於傳輸的乙太網路封包。該晶片可為I和Q資料串流進行編碼或解碼,然後經由其JESD207介面載入LMS7002M。它還能透過SPI介面對FPRF進行編程,設置發送接收頻率、增益和頻寬。

基頻功能一般是使用現場可程式閘陣列(FPGA)實現的,如適合成本敏感應用的Altera Cyclone V SE。這些FPGA擁有豐富的邏輯、記憶體和DSP功能,以及一個或兩個嵌入式ARM處理器。32位元ARM核心提供的整合功能得以與邏輯矩陣連接或執行外部程式碼。舉例來說,邏輯矩陣、記憶體和DSP單元可以被配置為執行控制邏輯、封包資料以及為MIMO技術產生調變圖案。這些功能可以根據晶片上的ARM核心要求進行配置,然後對要求的功能組合進行示例。

ARM核心上執行的軟體還能連接條碼讀取器,以便辨識病人。隨後用來查找和載入該病人唯一的加密金鑰。這個金鑰用於加密待發送的資料,以便提供高度的安全性。核心還可以為設備提供智慧化,對來自生命徵象感測器的數位訊號進行運算和轉換。該晶片還能連接前面板控制器和顯示器。

這類FPGA是在上電時進行配置的。配置檔一般保存在外部非揮發性記憶體(NMV)中(如Flash),可用於編程邏輯矩陣和ARM核心。ARM可執行程式碼一般也存在NMV中,因而可協助用戶以新的條碼和醫院中的相關金鑰檔對NVM進行更新作業。


圖2:配備無線鏈路的生命徵象監測儀

為醫院帶來諸多優勢

使用人工方法讀取和記錄生命徵象資料需要護理人員每天在每個病人身上花費約60分鐘的時間。在我所住的病房中共有40張床,這意味著這項例行任務每天大約需要40個護理工時。如果自動化可以節省即便其中約25%的時間,也可以讓護理人員每天騰出10個小時的工作時間,從而直接節省花費。

所傳送的資料精確度和可用性同樣重要。很顯然地,自動化過程可以避免抄寫讀數的錯誤,從而減少錯誤診斷的可能性。此外,它還便於以‘每位病人’為基礎設置提醒和警示限值,讓生命徵象出現的任何異常都可以及時提醒醫生立即採取補救行動。再者,其結果還可以直接記錄到試算表中,讓資料可用表格或圖形的方式顯示。這種方法可以為醫生的日常事務提供協助,並顯示隨時間變化的結果。

在像加護病房(ICU)等生命徵象監測儀永遠連接病人的情況下,中央控制器可以在需要時命令設備讀取資料。這種使用模式要求本地智慧設備監測無線鏈路上的指令資訊。訊號加密可確保每個監測儀只回應與本機有關的訊息,而忽略其它設備的訊息。

讓設備供應商從中受益

設備製造商可以為其設備增添高性價比的功能,實現與競爭對手產品的差異化。他們可以展現創新帶來的高效率以及提升醫院提供的醫療護理標準。另外,機器設備的任何邊際成本增加也能很快因為縮減了護理工時而被抵消掉。

設備製造商還能提供完整的系統解決方案,其中包括生命徵象監測儀、中心控制站以及報告產生器,從而為客戶帶來真正實用的附加價值。

結語

為了協助處於困境的醫療護理人員提高工作效率,本文提出一種可帶來最新電子創新與價值的解決方案。尤其是在這個工作量大的醫院應用場景中,用於收集和核對資料的時間相當長。另外,可以肯定的是,在醫療設備領域中還有許多其它應用都能從可靠和安全的無線鏈路中受益。

(參考原文:Boost medical apps efficiency through wireless links,by R. Colin Johnson)


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