行業分析師預測，到2016年，部署的個人健康監測設備數量將從目前的約500萬增加到明年的約1000萬。必要時，這些裝置必須小，不引人注意且易于維護 - 通常由患者自己進行。由于健康監測的性質，設備可能還需要密封，或者至少使用醫用級清潔劑進行清潔。這表明需要無線連接和無線充電。由于他們可能需要在不中斷的情況下長時間保持運行，因此對低功耗解決方案的需求也變得明顯。

另一個必要的功能是需要安全性; 1996年在美國頒布的“健康保險流通與責任法案”（HIPAA）只是立法如何確保數據安全的一個例子。 OEM將實施必要的安全級別以維持對此類法規的遵守。如今，許多MCU都具有嵌入式安全功能，而目前大批量部署的所有通信協議都內置了安全元件。滿足家庭健康設備預期需求的關鍵是將市場需求與可用技術能力相匹配，并在必要時開發新的解決方案。

Ad-hoc基礎設施

目前，家庭醫療設備的基礎設施尚不成熟，涉及獨立設備（如血糖測試儀），可通過USB收集數據進行訪問的設備/PC或可以通過藍牙連接到智能手機的簡單顯示器。雖然所有這些設備都已在市場上占有一席之地，但“遠程醫療”的真正好處將來自連接設備，無縫監控更復雜的參數（如血壓，呼吸頻率或運動），并將這些信息安全地傳輸給醫療保健專業人員，適用于需要持續監測的長期或短期健康狀況的患者。

在這種情況下，對更復雜的基礎設施的需求是明確的：一個足夠安全以保護機密數據但又足夠靈活，允許設備輕松加入/離開網絡。家庭衛生基礎設施的核心是“樞紐”或網關。通常，這將基于為此目的而設計的高度集成的解決方案，例如飛思卡爾的i.MX28系列。它構成了家庭健康中心參考設計的基礎（圖1），飛思卡爾與iDigi遠程醫療應用套件捆綁在一起。

圖1：飛思卡爾的家庭健康中心參考設計具備所需的所有基本功能。

i.MX28是一個基于ARM9內核的應用處理器系列（圖2），集成了顯示，電源管理和連接功能。 LCD控制器支持觸摸感應輸入，由飛思卡爾的觸摸傳感軟件套件（TSS）支持，其中包括支持各種不同材料和輸入（如旋轉，滑塊或鍵盤）所需的算法。該套件可以部署在各種MCU上，包括基于32位ARM Cortex-M的Kinetis系列和8位S08系列，以及主機上的MPU，或者卸載到更小，更低成本的MCU上。這些HMI將成為必須易于清潔或能夠在各種醫療環境中運行的設備的標準。

圖2：飛思卡爾基于ARM9的i.MX28系列集成了開發家庭健康中心網關所需的關鍵功能。

連接性

連接醫療監控設備的開發和部署將嚴重依賴通信標準;市場已經明確表示它不會支持封閉的生態系統，因此為了鼓勵開發家庭健康設備的必要投資，業界已經支持開發有線和無線配置文件，以滿足醫療設備的特定需求。

最值得注意的是，對于無線，Bluetooth SIG的醫療設備工作組已經開發了健康設備配置文件（HDP），而USB組織已經定義了個人醫療保健設備類（PHDC）。兩者都被康體佳健康聯盟采用。

藍牙低功耗在運行HDP的醫療設備用例中的一個好處是，它支持與基于Web的應用程序的通信，而無需通過智能手機或PC;相反，設備可以直接與網關通信（如前所述），從而進一步增加了家庭健康網絡的安全憑證。

使用這些協議中的一個或兩個傳輸敏感醫療數據需要MCU不僅能夠實現軟件，還能提供立法現在所需的額外安全級別。由于藍牙堆棧使用高級加密標準（AES），所選擇的MCU需要能夠支持這一點;一個例子是德州儀器的MSP430FR59xx系列。由于多種原因，TI將此特定版本的MSP430產品組合定位為適用于便攜式醫療設備。首先，它基于TI最新的超低功耗“Wolverine”技術平臺，使其立即有利于電池供電設備。其次，它集成了FRAM存儲器，它既具有近乎無限的讀/寫周期的低功耗技術，又具有防篡改功能。該器件還通過其256位AES硬件支持安全應用，并允許鎖定內存段以保護IP并提供安全的數據記錄。

應用

隨著患者對便攜式醫療設備越來越熟悉和熟悉，設備的范圍將進一步增加。今天，可用的設備范圍涵蓋患者監測設備的血壓或血糖（圖3），一個提供一系列患者監測功能的設備（圖4），環境調節，如氧氣濃縮器（用于增加小面積的氧氣量，如面具）。

圖3：Microchip的血壓監測設計。

圖4：Microchip的設計多功能病人監護儀。

然而，其中一個更具挑戰性的應用是離子電滲療法;通過皮膚輸送藥物的過程（透皮）。這涉及使用電流驅動通過皮膚的電荷化合物。這使得這類設備牢固地處于“可穿戴”級別，因為藥物通常使用一次性貼片進行部署，并且此類設備的最大挑戰之一是尺寸，因為貼片必須包含所有電子設備和電池。 Microchip認為它以PIC10F322的形式提供了該應用的解決方案;采用6引腳封裝的8位MCU。盡管它的大小 - 只有35條指令 - 它集成了：核心，閃存和ADC;可配置的邏輯單元;互補波形發生器;固定電壓參考;數控振蕩器;溫度指示器，PWM模塊以及多個定時器。

在規模的另一端，PIC32MX5xx/6xx/7xx系列器件建議用于患者監護解決方案，具有32位MIPS M4K內核，可連接高達512 KB的閃存和高達128 KB的SRAM。這些憑證使該系列更適用于采用高端圖形接口的應用程序，并且能夠處理多任務應用程序軟件。

結論

便攜式醫療設備應用的潛力幾乎是無限的;不僅普通人群的壽命更長，而且傳感器技術的進步將繼續使更小的設備能夠監測更廣泛的條件，而超聲波等傳統診斷設備的小型化正在將更先進的設備投入到手中。耐心。提供與這些設備的連接將使醫療專業人員能夠管理更遠距離的更多患者的需求。人們普遍認為醫療保健的負擔正以驚人的速度增長，但通過利用技術進步和開發更安全的解決方案，我們有能力減輕負擔，改善生活質量甚至發現潛在的嚴重疾病人口增長的時間要快得多。