平均來說,我們的人生有99%以上是在醫(yī)院或診所外度過。因此,在醫(yī)院和臨床環(huán)境之外的醫(yī)療保健變得和在醫(yī)院內(nèi)的一樣重要。此外,逐漸增加的醫(yī)療條件、老年人口和上升的醫(yī)療保健成本構(gòu)成了推動更好的醫(yī)療保健解決方案的因素。在改進(jìn)醫(yī)療保健和病人的生活質(zhì)量方面,無線技術(shù)發(fā)揮了很大的作用,同時(shí)降低了成本。
圖1:醫(yī)療保健循環(huán)
醫(yī)療保健循環(huán)(見圖1)包括從嬰幼兒到老年人的預(yù)防保健護(hù)理監(jiān)控、健康監(jiān)測、醫(yī)院環(huán)境下的診斷護(hù)理、康復(fù)和崗位流程護(hù)理。通過更好的遠(yuǎn)程監(jiān)控能讓病人早些回家,可幫助減少治療成本,還可以改進(jìn)病人的生活質(zhì)量,并且在許多情況下幫助進(jìn)行早期診斷。監(jiān)測生理參數(shù)已經(jīng)大幅演進(jìn)從使用電線束與病人連接的龐大床邊設(shè)備,到能夠從病人身體上捕捉重要的生理參數(shù)且不影響日常活動的超小型無線傳感器。除了監(jiān)測之外,某些設(shè)備還能夠提供治療。
為幫助了解醫(yī)療設(shè)備無線方面的要求,讓我們首先基于應(yīng)用大致歸類這些設(shè)備(參見圖2)。
圖2:無線醫(yī)療設(shè)備的類別
無線醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用廣泛,依賴于需要測量的參數(shù),有些應(yīng)用只需傳輸數(shù)個字節(jié),而另外一些應(yīng)用需要傳輸高帶寬的的數(shù)據(jù)流,有些需要長的電池壽命,特別是人體植入設(shè)備,更換電池意味著手術(shù)。定點(diǎn)測量設(shè)備諸如溫度測量儀對于無線電帶寬的要求比起心電監(jiān)察儀等的設(shè)備較小,相比后者它使用頻率低,而后者經(jīng)常需要實(shí)時(shí)傳輸心電圖波形信息。
不同的應(yīng)用對無線技術(shù)有不同的要求,因而不可能存在一種無線技術(shù)可以同時(shí)滿足不同應(yīng)用需求。
對于人體植入和可進(jìn)入消化道的無線電有著共同的限制,無線電通信必須穿過機(jī)體組織進(jìn)行,而身體會顯著減弱高頻率RF信號。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC) 已將用于植入用途(MICS和MEDS頻帶)的頻帶分配在400MHz范圍內(nèi),以便在體內(nèi)時(shí)達(dá)到最佳性能。植入的無線電還需要極低的功耗、泄漏電流和有效的喚醒機(jī)制來啟動通訊。美高森美的植入級無線電設(shè)計(jì)專門用于此類應(yīng)用。針對植入級無線電的一些應(yīng)用如圖3所示:
圖3:植入應(yīng)用示例
植入應(yīng)用中的無線電周期性(duty-cycled) 工作,這意味著通常處于睡眠模式。除了運(yùn)行中的超低功耗,還要求具有極低的泄漏電流。對于植入無線電應(yīng)用,數(shù)據(jù)速率要求并不高,雖然具有較高數(shù)據(jù)速率的無線電可幫助減少工作周期并延長電池壽命。