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醫療保健設備中的無線電技術

2014-05-06 來源:互聯網 字號:

平均來說,我們的人生有99%以上是在醫院或診所外度過。因此,在醫院和臨床環境之外的醫療保健變得和在醫院內的一樣重要。此外,逐漸增加的醫療條件、老年人口和上升的醫療保健成本構成了推動更好的醫療保健解決方案的因素。在改進醫療保健和病人的生活質量方面,無線技術發揮了很大的作用,同時降低了成本。

醫療保健循環

圖1:醫療保健循環

醫療保健循環(見圖1)包括從嬰幼兒到老年人的預防保健護理監控、健康監測、醫院環境下的診斷護理、康復和崗位流程護理。通過更好的遠程監控能讓病人早些回家,可幫助減少治療成本,還可以改進病人的生活質量,并且在許多情況下幫助進行早期診斷。監測生理參數已經大幅演進從使用電線束與病人連接的龐大床邊設備,到能夠從病人身體上捕捉重要的生理參數且不影響日?;顒拥某⌒蜔o線傳感器。除了監測之外,某些設備還能夠提供治療。

為幫助了解醫療設備無線方面的要求,讓我們首先基于應用大致歸類這些設備(參見圖2)。

無線醫療設備的類別

圖2:無線醫療設備的類別

無線醫療設備應用廣泛,依賴于需要測量的參數,有些應用只需傳輸數個字節,而另外一些應用需要傳輸高帶寬的的數據流,有些需要長的電池壽命,特別是人體植入設備,更換電池意味著手術。定點測量設備諸如溫度測量儀對于無線電帶寬的要求比起心電監察儀等的設備較小,相比后者它使用頻率低,而后者經常需要實時傳輸心電圖波形信息。

不同的應用對無線技術有不同的要求,因而不可能存在一種無線技術可以同時滿足不同應用需求。

對于人體植入和可進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體組織進行,而身體會顯著減弱高頻率RF信號。美國聯邦通信委員會(FCC) 已將用于植入用途(MICS和MEDS頻帶)的頻帶分配在400MHz范圍內,以便在體內時達到最佳性能。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制來啟動通訊。美高森美的植入級無線電設計專門用于此類應用。針對植入級無線電的一些應用如圖3所示:

植入應用示例

圖3:植入應用示例

植入應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。對于植入無線電應用,數據速率要求并不高,雖然具有較高數據速率的無線電可幫助減少工作周期并延長電池壽命。

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