《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何提高醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取能力
摘要: 病患監(jiān)測設(shè)備通常用于測量病患的生命跡象,,例如:心率,、血壓等參數(shù),。管理這些重要數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的庫存控制,它需要設(shè)備能夠提供檢驗,、校準(zhǔn)和自檢結(jié)果,,并具有安全升級功能,同時還需最大限度地降低停機時間,。
Abstract:
Key words :

    病患監(jiān)測設(shè)備通常用于測量病患的生命跡象,,例如:心率、血壓等參數(shù),。管理這些重要數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的庫存控制,,它需要設(shè)備能夠提供檢驗、校準(zhǔn)和自檢結(jié)果,,并具有安全升級功能,,同時還需最大限度地降低停機時間。記錄維護(hù)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽經(jīng)常被粘貼在設(shè)備上,。由于需要記錄大量的數(shù)據(jù),,并且過一段時間后將逐漸損壞,標(biāo)簽貼紙不再是一種合理的選擇,。隨著技術(shù)的迅猛發(fā)展,,病患監(jiān)測設(shè)備通常能夠通過軟件升級。

  動態(tài)的雙接口RFID EEPROM解決方案不僅能夠記錄內(nèi)部參數(shù),,以備日后讀取,,還可以將新數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)(如校準(zhǔn)常量和檢驗信息),而無需額外的連接器,。雙接口RFID標(biāo)簽可以通過I2C端口連接病患監(jiān)測電子設(shè)備,。當(dāng)設(shè)備正在運行時,設(shè)備可以通過I2C端口讀寫電子標(biāo)簽,。此外,,無論設(shè)備是否通電,用戶都可以通過一個符合ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)(面向13.56MHz RFID標(biāo)簽)的常規(guī)RFID讀寫器讀取其數(shù)據(jù),。由于能夠在需要時確保數(shù)據(jù)及時性,、安全且能易于讀取,該方案完善了射頻識別的技術(shù),。

  雙接口無源RFID系統(tǒng)的目標(biāo)應(yīng)用包括:設(shè)備維護(hù)需求及記錄,、授權(quán)附件的驗證,、傳感器,、贗品識別、一次性用品重復(fù)使用控制和增加新的授權(quán)設(shè)備,。當(dāng)監(jiān)測設(shè)備處于工作或待機狀態(tài)時,,操作人員可以通過設(shè)備管理數(shù)據(jù);而當(dāng)設(shè)備掉電時,,還可使用RFID讀寫器實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)讀寫,。雙接口RFID解決方案的這一優(yōu)點為設(shè)計人員開創(chuàng)了更多選擇。

  監(jiān)測系統(tǒng)的分類

  病患監(jiān)測系統(tǒng)通常分為三大類:床邊監(jiān)測儀,、便攜式監(jiān)測儀和配戴式監(jiān)測儀,。床邊監(jiān)測儀在為醫(yī)療保健專業(yè)人員提供所需信息方面起著重要作用,并且其信息所占比例也越來越大,。床邊監(jiān)測設(shè)備通常被安裝到特定區(qū)域(例如:重癥加強護(hù)理病房),,目前大多數(shù)床邊監(jiān)測設(shè)備都能夠利用醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),通過設(shè)施網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù),。

  便攜式監(jiān)測儀的管理具有不小的挑戰(zhàn)性,,因為這類設(shè)備似乎能夠“離開”甚至迷路。雖然檢測設(shè)備位置不在本文討論范圍內(nèi),,但了解設(shè)備發(fā)生了何種狀況對確保設(shè)備持續(xù)達(dá)標(biāo)和驗證所有人身份有很大的幫助,。

  配戴式監(jiān)測儀雖然不是新發(fā)明,但隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代,,測量種類和數(shù)據(jù)量正在快速增加,,這正是雙接口RFID解決方案的用武之地。雙接口RFID解決方案為系統(tǒng)內(nèi)部工作提供網(wǎng)關(guān)而無需繁雜的連接線,,因此可以提高監(jiān)測儀的實用性和使用壽命,。

  配戴式監(jiān)測儀還可以分為以下幾個子類:移動/可配戴式個人監(jiān)測儀(MPM):這類設(shè)備實時監(jiān)測慢性病癥患者的生命特征活動,,并存儲和轉(zhuǎn)發(fā)測量數(shù)據(jù)或者報警;移動聚合器:能夠通過無線技術(shù)報告病患狀態(tài)的有或無外接傳感器的智能手機類設(shè)備,;可配戴式保健設(shè)備:配戴在手腕/手臂/胸部的保健設(shè)備或嵌在鞋和襯衫內(nèi)的傳感器,,用來為預(yù)防保健工作檢測心率、呼吸,、步調(diào)等,;遠(yuǎn)程病患管理(RPM)設(shè)備:內(nèi)置病患專用傳感器的特殊監(jiān)測設(shè)備。這些系統(tǒng)可以通過傳感器定制,,以報告諸如心率等數(shù)據(jù)以及病患的姿勢(站立還是躺臥),。

  不論是床邊監(jiān)測器,還是便攜式或配戴式監(jiān)測儀,,所有的病患監(jiān)測設(shè)備都面臨著共同的挑戰(zhàn):如何讓設(shè)備保持最新的軟件,、校準(zhǔn)或保養(yǎng)記錄?又該如何發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障發(fā)生,?

管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的好處

  一次簡單的設(shè)備故障就會對病患檢測結(jié)果產(chǎn)生很大的影響,。并不驚奇的是,在困擾業(yè)界的問題中,,監(jiān)測設(shè)備備用電池的故障高居榜首,。系統(tǒng)自檢在該報警的時候沒有報警,而在其后最不該報警的時候又重新報警,。對于床邊監(jiān)護(hù)設(shè)備,,其中央監(jiān)測功能可以報告故障,并執(zhí)行校正操作,,從而避免嚴(yán)重的問題發(fā)生,。

  便攜式和配戴式監(jiān)測設(shè)備給設(shè)計人員帶來一系列更具挑戰(zhàn)性的問題。其中一個問題是:這兩大類設(shè)備是增長最快的市場,,而互操作標(biāo)準(zhǔn)直到最近才真正成為關(guān)注焦點,。例如,最近康體佳(Continua)健康聯(lián)盟指定了四個主要的互操作性接口:USB,、藍(lán)牙,、藍(lán)牙低功耗(BTLE)和ZigBee。這四種接口技術(shù)的共同點是,,監(jiān)測設(shè)備必須上電并運行(即處于服務(wù)狀態(tài)),,才能通過這些接口發(fā)送報告,從而表明設(shè)備在使用中,。當(dāng)將這些設(shè)備解除服務(wù)狀態(tài)時,,監(jiān)測器與錯誤信息通常會斷開聯(lián)系,從而增加了緩解甚至發(fā)現(xiàn)問題的難度,。

  便攜式和配戴式監(jiān)測設(shè)備還有一個更新,、更難的挑戰(zhàn),,那就是為了防水防塵,便于清潔,,而又不會損壞電子元器件,,需要將這些設(shè)備進(jìn)行密封式設(shè)計。在這種情況下,,增加連接器或在連接器上增加功能勢必會提高傳感器端口的體積,、成本或系統(tǒng)復(fù)雜性。

  讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)

  通過工作狀態(tài)從生產(chǎn)過程獲取可讀,、可靠的可追蹤數(shù)據(jù)源,,對于管理這些設(shè)備非常有用。讓我們從生產(chǎn)過程開始來看看某些例子,。很久以來,,設(shè)備廠商都是在標(biāo)簽貼紙上采用很多代碼和其他壓縮方法來描述產(chǎn)品的制造日期、修訂版本,、生產(chǎn)線/生產(chǎn)地點,、序列號等產(chǎn)品信息,這類數(shù)據(jù)是質(zhì)量控制與設(shè)備追蹤所需的基本信息,。

  現(xiàn)今的系統(tǒng)需要選項配置,、多個傳感器校準(zhǔn)常數(shù)、保養(yǎng)間隔等數(shù)據(jù),。某些系統(tǒng)還提供了用戶可編程“熱鍵”,讓護(hù)理機構(gòu)設(shè)置和鎖定這些功能,。僅設(shè)備維護(hù)管理就需要如此多的數(shù)據(jù),,就不用說“檢查發(fā)動機指示燈”的實時數(shù)據(jù)了。能夠記錄并實時讀取錯誤事件可大幅降低設(shè)備的維護(hù)成本,,減少檢修保養(yǎng)時間,。

  通過I2C接口給每臺設(shè)備連接一個電子標(biāo)簽,醫(yī)務(wù)人員即可記錄并實時讀取錯誤事件,。

  根據(jù)存儲器需求,,這些雙接口存儲器芯片可以使用兼容的I2C總線分成多個邏輯存儲區(qū),并共享同一根天線,。這個解決方案不僅擴大了存儲器的潛力,,而且,設(shè)計人員還可以在存儲器或任何邏輯區(qū)內(nèi)設(shè)置一個32位的安全密碼,,建立存儲器訪問權(quán)限機制,。

  設(shè)計的簡單性讓設(shè)計人員能夠靈活地應(yīng)用這款雙接口電子標(biāo)簽。現(xiàn)在你可能想問,,假如在通過RFID讀寫數(shù)據(jù)的同時設(shè)備得到系統(tǒng)命令,,那將會出現(xiàn)什么結(jié)果,?大多數(shù)工程師都知道,設(shè)計一個簡單的系統(tǒng)通常是把復(fù)雜性轉(zhuǎn)移到芯片內(nèi),。例如:在意法半導(dǎo)體的M24LR64-R雙接口EEPROM存儲芯片中就有這樣一個電路,,它能夠處理可能的并行通信,并從RF和I2C端驅(qū)動系統(tǒng)活動,。

監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

  病患監(jiān)測設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是一個與病患監(jiān)測地點和監(jiān)測內(nèi)容有關(guān)的復(fù)矩陣,。不斷發(fā)展的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)要求密切跟蹤前文提到的設(shè)備制造和維護(hù)數(shù)據(jù)。另外一個很難處理的問題是假冒偽劣附件,、傳感器和病患配戴的其它測量設(shè)備,。對于直接插入的附件,設(shè)計人員可以在系統(tǒng)內(nèi)引入一個能夠讓主處理器讀取的數(shù)據(jù)加密方法,,當(dāng)然,,這個解決方案只適用于智能傳感器等產(chǎn)品。對于一次性附件,,設(shè)計人員可能想引入一個低成本的能夠讀取附件內(nèi)RFID標(biāo)簽的RFID讀寫器,。那么,在雙接口RFID芯片內(nèi)可以編入一個安全的挑戰(zhàn)碼,。

  當(dāng)新的或經(jīng)認(rèn)證的附件上市時,,在監(jiān)測設(shè)備內(nèi)增加一個挑戰(zhàn)碼并不是難事。隨著假冒產(chǎn)品問題日趨嚴(yán)重,,市場需要一個如上所述的可靠,、低廉的解決方案。

  ISO標(biāo)準(zhǔn),、互操作性和安全性

  當(dāng)前技術(shù)采用了工作在13.56MHz頻帶的ISO/IEC 18000-3模式1空中接口協(xié)議(基于ISO 15693),。該標(biāo)準(zhǔn)支持的最遠(yuǎn)讀寫距離可達(dá)1米,具體取決于天線尺寸和其他因素,。極低的工作電壓使得安全性非常高,,并且在很多配置中都配有讀寫器,因此,,這一標(biāo)準(zhǔn)在全世界廣泛使用,。最近,我們還看到部分新上市的安卓手機安裝了兼容這種標(biāo)準(zhǔn)的讀寫器,。

  本文小結(jié)

  設(shè)計人員的挑戰(zhàn)并未變得更輕松,。幸運地是,今天市場上可選的解決方案非常多,,有些解決方案還能用于互不相關(guān)的行業(yè),。當(dāng)設(shè)計人員認(rèn)識到,利用一個低成本、低功耗且易于實現(xiàn)的器件能夠輕松解決一系列難題時,,這種系統(tǒng)似乎在醫(yī)療市場上擁有更廣好的應(yīng)用前景,。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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