提高醫(yī)療設備的數(shù)據讀取能力

病患監(jiān)測設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)據遠遠超出了簡單的庫存控制，它需要設備能夠提供檢驗、校準和自檢結果，并具有安全升級功能，同時還需最大限度地降低停機時間。記錄維護數(shù)據的標簽經常被粘貼在設備上。由于需要記錄大量的數(shù)據，并且過一段時間后將逐漸損壞，標簽貼紙不再是一種合理的選擇。隨著技術的迅猛發(fā)展，病患監(jiān)測設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部參數(shù)，以備日后讀取，還可以將新數(shù)據寫入系統(tǒng)(如校準常量和檢驗信息)，而無需額外的連接器。雙接口RFID標簽可以通過I2C端口連接病患監(jiān)測電子設備。當設備正在運行時，設備可以通過I2C端口讀寫電子標簽。此外，無論設備是否通電，用戶都可以通過一個符合ISO 15693標準(面向13.56MHz RFID標簽)的常規(guī)RFID讀寫器讀取其數(shù)據。由于能夠在需要時確保數(shù)據及時性、安全且能易于讀取，該方案完善了射頻識別的技術。

雙接口無源RFID系統(tǒng)的目標應用包括：設備維護需求及記錄、授權附件的驗證、傳感器、贗品識別、一次性用品重復使用控制和增加新的授權設備。當監(jiān)測設備處于工作或待機狀態(tài)時，操作人員可以通過設備管理數(shù)據；而當設備掉電時，還可使用RFID讀寫器實現(xiàn)標準的數(shù)據讀寫。雙接口RFID解決方案的這一優(yōu)點為設計人員開創(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)測設備通常被安裝到特定區(qū)域(例如：重癥加強護理病房)，目前大多數(shù)床邊監(jiān)測設備都能夠利用醫(yī)院網絡與中央監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網，通過設施網絡交換數(shù)據。

便攜式監(jiān)測儀的管理具有不小的挑戰(zhàn)性，因為這類設備似乎能夠“離開”甚至迷路。雖然檢測設備位置不在本文討論范圍內，但了解設備發(fā)生了何種狀況對確保設備持續(xù)達標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，但隨著產品的更新?lián)Q代，測量種類和數(shù)據量正在快速增加，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)內部工作提供網關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)：這類設備實時監(jiān)測慢性病癥患者的生命特征活動，并存儲和轉發(fā)測量數(shù)據或者報警；移動聚合器：能夠通過無線技術報告病患狀態(tài)的有或無外接傳感器的智能手機類設備；可配戴式保健設備：配戴在手腕/手臂/胸部的保健設備或嵌在鞋和襯衫內的傳感器，用來為預防保健工作檢測心率、呼吸、步調等；遠程病患管理(RPM)設備：內置病患專用傳感器的特殊監(jiān)測設備。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)測設備都面臨著共同的挑戰(zhàn)：如何讓設備保持最新的軟件、校準或保養(yǎng)記錄？又該如何發(fā)現(xiàn)設備故障發(fā)生？

管理系統(tǒng)數(shù)據的好處

一次簡單的設備故障就會對病患檢測結果產生很大的影響。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)護設備，其中央監(jiān)測功能可以報告故障，并執(zhí)行校正操作，從而避免嚴重的問題發(fā)生。

便攜式和配戴式監(jiān)測設備給設計人員帶來一系列更具挑戰(zhàn)性的問題。其中一個問題是：這兩大類設備是增長最快的市場，而互操作標準直到最近才真正成為關注焦點。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、藍牙、藍牙低功耗(BTLE)和ZigBee。這四種接口技術的共同點是，監(jiān)測設備必須上電并運行(即處于服務狀態(tài))，才能通過這些接口發(fā)送報告，從而表明設備在使用中。當將這些設備解除服務狀態(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，需要將這些設備進行密封式設計。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)復雜性。

讀寫相關數(shù)據

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

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

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

根據存儲器需求，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，設計人員還可以在存儲器或任何邏輯區(qū)內設置一個32位的安全密碼，建立存儲器訪問權限機制。

設計的簡單性讓設計人員能夠靈活地應用這款雙接口電子標簽?，F(xiàn)在你可能想問，假如在通過RFID讀寫數(shù)據的同時設備得到系統(tǒng)命令，那將會出現(xiàn)什么結果？大多數(shù)工程師都知道，設計一個簡單的系統(tǒng)通常是把復雜性轉移到芯片內。例如：在意法半導體的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端驅動系統(tǒng)活動。

圖2：M24LR64雙接口RFID EEPROM。

監(jiān)測設備的設計標準

病患監(jiān)測設備設計標準是一個與病患監(jiān)測地點和監(jiān)測內容有關的復矩陣。不斷發(fā)展的技術和標準要求密切跟蹤前文提到的設備制造和維護數(shù)據。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備。對于直接插入的附件，設計人員可以在系統(tǒng)內引入一個能夠讓主處理器讀取的數(shù)據加密方法，當然，這個解決方案只適用于智能傳感器等產品。對于一次性附件，設計人員可能想引入一個低成本的能夠讀取附件內RFID標簽的RFID讀寫器。那么，在雙接口RFID芯片內可以編入一個安全的挑戰(zhàn)碼。

當新的或經認證的附件上市時，在監(jiān)測設備內增加一個挑戰(zhàn)碼并不是難事。隨著假冒產品問題日趨嚴重，市場需要一個如上所述的可靠、低廉的解決方案。

圖3：增加讀寫器以驗證一次性附件的身份。

ISO標準、互操作性和安全性

當前技術采用了工作在13.56MHz頻帶的ISO/IEC 18000-3模式1空中接口協(xié)議(基于ISO 15693)。該標準支持的最遠讀寫距離可達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，這一標準在全世界廣泛使用。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準的讀寫器。

本文小結

設計人員的挑戰(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的行業(yè)。當設計人員認識到，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用前景。