用无线技术降低医疗费用

Ａｌｆ　Ｈｅｌｇｅ　Ｍｏｒｅ

摘要：蓝牙低耗能规范保证会达到卫生机构关于在家中对病患者进行无线监控的严格要求，但是做到这点要战胜一些挑战，本文就是详细介绍如何利用无线技术提升医疗服务的范围和效率。

关键词：无线技术；蓝牙；医疗；传感器

医疗机构迫切需要实用的健康监测无线设备，病患者可以佩戴着它，在家里正常地生活。佩戴在身上的无线传感器网络(WSN)使用价格低廉、具有互操作性、不会受到干扰的超低功耗(ULP)无线传感器，它连接到实时显示器上，例如手表，然后连接到家里的电脑上，而电脑则连接到互联网上。运用这个有创新性的无线传感器网络，病人就不必住院或者可以缩短住院时间，却仍然可以与他们的医院经常保持联系。

ONWorld公司2008年8月的报告(“用于医疗保健的无线传感器网络”)得出结论说，到2012年，利用随身佩戴的WSN可以为医疗保健行业节省250亿美元。因此医疗保健系统有这个愿望便不足为奇了。而且，如果关于慢性病人增多的预测是正确的话，节省的钱可能会更多。但是，即使在经济上有这样明显的优点，在目前无线技术并没有用于监测健康。问题是为什么没有呢?

让医疗保健进入家中

把病人送出医院不仅对医疗保健机构的预算有益。病患者在自己的家里康复，对他们本人也有益，他们知道这是安全的，如果有任何问题，医生立即就知道。刚患病的人也会受益，因为在医院找到床位的可能性更大。此外，可以减少社区的护理服务，因为护士不必到各处去做常规测量，例如量血压、量脉搏、测量血糖。

而且，对“老龄化”的人口也有好处。传统上，当老年人身体很弱时，他们离开自己的家，到看护所去。遗憾的是，这个决策通常是根据当局的利益作出的，而不是出于个人的利益，因为在一个机构里集体监测老年人的健康，而不是在他们自己的家里进行，容易得多一虽然更加昂贵。这意味着“鼓励”较为健康而且还有能力的老年人离开自己的家，虽然他们不想这样。有了无线监控，医疗保健机构就能对老年人的健康保持高度警觉，同时可以让他们尽可能长时间地留在家里。这个办法可以大量地降低成本，病人也会高兴些。无线传感器可用于监测生命体征，也可以知道诸如老人是否跌倒的情况。

蓝牙技术遇到挑战

先进的无线技术如今已经广泛用于几乎所有的部门，但是医疗部门却是明显的例外。如果考虑到医疗界的严格要求，这也许没有什么可奇怪的。医疗界之所以提出这些要求，是因为需要保证选用的技术不会增加用户健康的风险，而且是完全可靠的。那么，对于一项无线技术，要应对医疗监测的种种挑战，需要做到哪些呢?互操作性一需要一个开放的标准，这点极为重要，这样不同厂商的产品能够相互通信；传感器一需要准确、可靠、简单地进行配对，能够即插即用，功能能够自动恢复；超低功耗(ULP)，电池寿命长一传感器需要低功耗的射频无线电通信系统，简单的协议，用一个钮扣电池能够运行几个月甚至几年；系统和设备安全一传输数据必须安全、有保障，并保守医疗数据的机密；传输网络一传感器需要与互联网和移动电话网络进行通信，能够把信息传送给在远处的医疗保健人员；有令人信服的应用实例供采用一医疗机构都非常保守，需要有一个令人信服的理由让他们采用新的技术。

低功耗蓝牙技术满足了所有这些要求。例如，它的协议栈很小，所以无线电通讯系统在发送或接收时消耗的电流超低(并且可以进入仅需要几个纳安的“睡眠”状态)，而且低功耗蓝牙技术支持AES加密无线通信。此外，低功耗蓝牙技术是一个开放的标准，确保不同制造商的传感器迅速、方便地建立通信。因为低功耗蓝牙技术是在蓝牙无线技术的基础上建立起来的，很容易构成个人局域网络(PAN)，它包括若干个传感器，例如测量心律不齐，血压和氧气含量，与一个“主机”装置进行通信。

低功耗蓝牙技术?

低功耗蓝牙技术对功耗和成本进行了优化，提供紧凑的低成本、超低功耗(ULP)收发器，用于PUID(个人用户介面设备，例如手表)传感器，供体育、健康和保健、遥控器、近距离检测、移动电话配件和人机介面设备(HID)这类产品使用。更重要的是，低功耗蓝牙技术是开放的标准，鼓励许多厂商生产这种芯片，确保有很多渠道供货，而这些是卫生当局的要求。

根据蓝牙技术联盟关于单模式蓝牙低耗能芯片的暂定数字，它有两个特性满足健康监测无线传感器对超低耗的要求：对最大电流的要求不高和带宽比较宽。蓝牙技术联盟说，在发射功率为0dBm时，这个芯片消耗的最大电流低于15mA(按照当局对免牌照的2.4GHz波段的功率限制，对于10m的距离是足够的)，在接收时，略低于15mA。

此外，蓝牙技术联盟表示，蓝牙低耗能芯片的带宽为1Mbit／s。这个带宽是经过精心挑选的，因为，超低功率专利技术多年在现场使用的经验显示，对于蓝牙低耗能无线技术所针对的应用，1Mbit／s是带宽的最佳权衡结果。权衡是在发射功率和占空比之间进行的，发射功率随着带宽增大而上升；在数据量一定的情况下，占空比则随着带宽增大而降低。例如，蓝牙低耗能芯片在运行速度为1Mbit／s时，工作在最大电流15mA的发射时间只是工作在250kbit／s、发射电流为28mA的典型IEEE 802.15.4无线电通信设备的四分之一，就能把同样数量的数据送出去。

如果长时间没有操作，它的射频收发器便进入深度睡眠模式，可以进一步降低无线传感器的功耗。虽然蓝牙低耗能睡眠模式的数字还没有公布，与Nordic半导体的类似超低功率射频专利技术作一个比较，说明它在“待命”状态大约消耗几十微安，在深度睡眠状态(或“关机”状态)，也许消耗900纳安。这么小的耗电量足以使两个AA电池持续使用几个月或者几年。

蓝牙低耗能芯片能够，例如每隔10ms醒来一次，听听是否有信号传来(在很短的时间内消耗大约15毫安电流)，然后回到深睡眠状态，消耗的电流则保持在平均只有几十微安。

把数据传给医生

低功耗蓝牙技术超过其他无线技术而致胜的优势在于如何把传感器产生的数据传送给医生。这是因为传感器能够直接与无处不在的移动电话的蓝牙芯片进行通信。移动电话就能够作为人身上专门设计的传感器个人局域网的主机，确保通信安全地进行。最重要的是，几乎每个人都有一个移动电话。

移动电话具有运算能力，这意味着传感器能够发送“原始”数据一因为移动电话可以进行所需要的任何计算一这简化了它们的设计，并且省电。移动电话能把数据储存起来，并且监视生命体征是否在规定的范围之内。如果出现问题，移动电话会通过sMS自动地把警告信号传送给医生的移动电话。