在美國(guó)，將近有一半的人至少患有一種慢性疾病。人們也許會(huì)認(rèn)為這不足為奇，但是，一個(gè)令人吃驚的統(tǒng)計(jì)結(jié)果是：根據(jù)美國(guó)疾病控制預(yù)防中心(CDC)2005年的報(bào)告，這些患者的治療費(fèi)用占全美2萬(wàn)億美元醫(yī)療支出的75%以上。

這些費(fèi)用大部分花在高科技治療和手術(shù)上。但也有數(shù)以十億美元花在了不那么致命但卻形形色色的醫(yī)護(hù)方面，如：醫(yī)生的例行檢查、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和其它監(jiān)護(hù)服務(wù)等工作。

數(shù)年之后，許多這些呈螺旋上升的費(fèi)用將逐漸得以減輕。

慢???監(jiān)護(hù)和治療是醫(yī)護(hù)治療費(fèi)用中的一部分，它不會(huì)總是呈螺旋趨勢(shì)上升。這種陽(yáng)光式便捷診斷可以在大范圍實(shí)施，這主要源于使用無(wú)線技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)最終實(shí)現(xiàn)了在全球的相互協(xié)同。

遠(yuǎn)程醫(yī)療(Telehealth)技術(shù)是為減少患者進(jìn)醫(yī)院和診所的次數(shù)并通過(guò)引導(dǎo)生活方式來(lái)改善患者健康狀況的初衷而開(kāi)發(fā)并實(shí)施的。在第一波遠(yuǎn)程醫(yī)療之后，第二波將接踵而至，其中：被安放在患者身上或植入體內(nèi)的高精尖傳感器將在體域(body-area)網(wǎng)范圍內(nèi)通信。其重點(diǎn)將從提供生活方式改善轉(zhuǎn)為向醫(yī)生提供及時(shí)救命信息。

遠(yuǎn)程醫(yī)療將為設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)機(jī)遇。遠(yuǎn)程個(gè)人健康監(jiān)護(hù)市場(chǎng)將在2010年達(dá)到50億美元的規(guī)模，2015年更將攀升至340億美元，F(xiàn)orrester Research資深分析師Elizabeth Boehm預(yù)測(cè)。

今年年底這個(gè)市場(chǎng)將向前邁進(jìn)一大步，屆時(shí)Continua Health Alliance(康體佳健康聯(lián)盟)將發(fā)布面向在監(jiān)護(hù)設(shè)備和醫(yī)療服務(wù)提供者間進(jìn)行無(wú)線和有線數(shù)據(jù)傳輸而制定的最初指導(dǎo)規(guī)范。雖然這些指導(dǎo)規(guī)范會(huì)涉及我們熟知的設(shè)備，如：血壓計(jì)、血糖儀、計(jì)步器、體溫計(jì)和體重器等，但數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)也將適用于復(fù)雜得多的設(shè)備。

下一代設(shè)備業(yè)已部署在醫(yī)院進(jìn)行試驗(yàn)。由比利時(shí)校際微電子中心(IMEC)設(shè)計(jì)的一款無(wú)線ECG監(jiān)護(hù)器就是一個(gè)很好的例子，該產(chǎn)品在一個(gè)很薄的類(lèi)似碗表大小的封裝內(nèi)整合了電極、生物芯片傳感器、MCU和射頻電路。設(shè)備內(nèi)處理器運(yùn)行的算法每周7天、每天24小時(shí)監(jiān)控心律不齊癥狀。只需要一個(gè)小電池它就可工作一周。

如果考慮到仍處在硅原型階段的各項(xiàng)技術(shù)，那么遠(yuǎn)程醫(yī)療概念將會(huì)更引人入勝。這些技術(shù)包括：專(zhuān)為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析而設(shè)計(jì)的超低功率DSP、低采樣速率/高分辨率的ADC、比藍(lán)牙功耗低兩個(gè)數(shù)量級(jí)的超寬帶射頻，以及將取代電池、基于MEMS的能量收集器。

F1: 無(wú)線ECG監(jiān)護(hù)器核心。

第一波是互操作性

Continua Health Alliance的宗旨是確保健康監(jiān)護(hù)設(shè)備和以家庭為基礎(chǔ)的信息采集中轉(zhuǎn)站間的互操作性，信息采集中轉(zhuǎn)站的職責(zé)是把來(lái)自監(jiān)護(hù)設(shè)備的數(shù)據(jù)中繼傳送給醫(yī)療服務(wù)的提供者。

符合Continua第一版指導(dǎo)規(guī)范的首代設(shè)備可通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙或有線USB連接提供安全的傳感器數(shù)據(jù)傳輸，Continua總裁David Whitlinger說(shuō)。用于接收信息的本地采集中轉(zhuǎn)站可以是手機(jī)、PC、先進(jìn)的機(jī)頂盒或如上所述的專(zhuān)用設(shè)備。

指導(dǎo)規(guī)范目前正在進(jìn)行最后評(píng)估，預(yù)計(jì)將于年底推出。該規(guī)范定義了監(jiān)護(hù)設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合，并特別兼容由藍(lán)牙SIG和USB實(shí)施者論壇(USB-IF)創(chuàng)建的健康設(shè)備概要(HDP, Health Device Profiles)。

Continua為HDP做出了重要貢獻(xiàn)，Whitlinger說(shuō)。指導(dǎo)規(guī)范還要求應(yīng)滿足IEEE 11073標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了用于安全傳輸醫(yī)療數(shù)據(jù)的協(xié)議和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

包括Bluegiga、Broadcom、Cambridge Consultants、Cybercom、MindTree、松下電子部品、Stollmann和東芝在內(nèi)的幾家公司，已經(jīng)開(kāi)始提供整合了軟件和硅的用于兼容Continua藍(lán)牙/USB/IEEE11073模塊的解決方案。

其中一些供應(yīng)商還在10月底于哈佛大學(xué)召開(kāi)的互連健康論壇上首次展出了其產(chǎn)品。例如，Cambridge Consultants為第一代監(jiān)護(hù)器研制了一系列參考設(shè)計(jì)以及包括藍(lán)牙和USB硅片在內(nèi)的工具集。

“客戶定制化可能會(huì)涉及到利用你自己的顯示器或從已有傳感器中讀取數(shù)據(jù)?！盋ambridge Consultants無(wú)線醫(yī)療事業(yè)部主管Paul Williamson說(shuō)。

一旦完成定制化工作，就可將固件與CSR的Bluecore芯片連接。雖然藍(lán)牙和USB具有安全性，但它們的重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)完整性，Williamson說(shuō)。IEEE 11073協(xié)議構(gòu)建在傳輸之上，為了滿足本地制定的保護(hù)患者健康記錄的監(jiān)管要求，也許需額外的定制工作。

第二波的尖端特性

在美國(guó)和歐洲，心血管疾病是引起死亡和功能障礙最為常見(jiàn)的原因。包括心律不齊在內(nèi)的心臟病造成的死亡，占全美死亡人數(shù)的30%。

診斷心律不齊的最常用方法是即時(shí)檢驗(yàn)(point-of-care)ECG監(jiān)護(hù)或佩戴一個(gè)便攜但不舒服的設(shè)備，24小時(shí)記錄心臟活動(dòng)。

一個(gè)帶無(wú)線連接能力的不起眼的微型ECG監(jiān)護(hù)器，可以通過(guò)對(duì)心律不齊的不間斷掃描來(lái)挽救生命并降低急救成本。為了最大發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，該設(shè)備還可分析ECG信號(hào)。本地分析使得人們可以采取適當(dāng)舉措，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到就即將或可能發(fā)生的嚴(yán)重情況向患者和醫(yī)療服務(wù)的提供者發(fā)出警告。

雖然其它地方也在進(jìn)行著類(lèi)似設(shè)備的研制，但I(xiàn)MEC設(shè)計(jì)已經(jīng)在歐洲的醫(yī)院中進(jìn)行著驗(yàn)證。IMEC的ECG設(shè)備正在Holst Centre的Human++項(xiàng)目中進(jìn)行研發(fā)，該項(xiàng)目的重點(diǎn)是用于健康監(jiān)護(hù)的無(wú)線自主傳感器系統(tǒng)技術(shù)。

IMEC的領(lǐng)先ECG設(shè)備(圖1)具有基于小波(wavelet)的ECG分析軟件，運(yùn)行在TI的MSP430 f1611 MCU之上。主要硬件包括：Nordic Semiconductor的nRF24L01射頻芯片、生物電勢(shì)芯片、電極、ADC和一個(gè)叉狀天線，所有這些器件全部整合在一塊柔性聚酰亞胺基板上。該系統(tǒng)又被整合進(jìn)織物以獲得靈活性和延展性。一塊20mm x 20mm x 5mm的電池可使其工作一周，IMEC項(xiàng)目總監(jiān)Bert Gyselinckx介紹。

其平均功耗約2mW。但與ECG設(shè)備本身一樣引人注目的是其充足的改進(jìn)空間，特別是就實(shí)現(xiàn)超低功耗目標(biāo)來(lái)說(shuō)。降耗是永恒的主題和挑戰(zhàn)。

“理論上，你希望做更多運(yùn)算更少通信，”Gyselinckx說(shuō)。“但以目前的技術(shù)卻無(wú)法做到，因?yàn)槟悴荒苁固幚砥骰蛏漕l適當(dāng)?shù)亻g歇工作。我們需開(kāi)發(fā)出可以周期性暫停的處理器和射頻，以便它們可以迅速進(jìn)行工作/停止?fàn)顟B(tài)切換，從而在啟動(dòng)和關(guān)閉的瞬間不發(fā)生功率損耗。

研究人員在從事這方面的工作并借助各種新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，如UWB射頻。與2.4GHz的Nordic芯片相比，UWB技術(shù)在發(fā)射端可將功耗降低10到100倍。Nordic芯片本身就是款超低功耗器件，比藍(lán)牙省電得多。

IMEC已開(kāi)發(fā)出UWB射頻和為用于間歇工作及生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析的DSP原型，Gyselinckx說(shuō)。采用100kHz到200kHz采樣速率、具有12到16位分辨率的超低功耗ADC正在開(kāi)發(fā)之中。其它尖端技術(shù)包括傳感器本身以及從人體拾集能量，后者可省掉對(duì)電池的需求(見(jiàn)下面的盒子)。

F2: 遠(yuǎn)程醫(yī)療生態(tài)系統(tǒng)

多方挑戰(zhàn)

雖然技術(shù)方案之路很清晰，但遠(yuǎn)程醫(yī)療仍面臨文化和制度上的制約。Forrester Research首席分析師Carlton Doty提及了對(duì)如何滿足法規(guī)要求、對(duì)醫(yī)療服務(wù)提供者的玩忽職守，以及滯后的IT基礎(chǔ)設(shè)施拉后腿的現(xiàn)狀等問(wèn)題的擔(dān)憂。

65%到70%的美國(guó)醫(yī)務(wù)人員工作在少于10名醫(yī)生的診所或機(jī)構(gòu)工作，Doty說(shuō)。這些小型醫(yī)療服務(wù)提供者仍在竭力建造一個(gè)基于IT的醫(yī)療記錄系統(tǒng)，他介紹。償還能力不足是使無(wú)論大小醫(yī)療機(jī)構(gòu)都延緩在IT方面投入的另一個(gè)因素。

這些障礙都可以被克服，在技術(shù)方面所取得的進(jìn)步將使得其在制度方面實(shí)現(xiàn)的必然性變得順理成章。