智能和網聯技術近年來一直是醫療和健康保障領域內的熱門技術，許多廠商都在利用醫療物聯網(IoMT)技術開發更加智能和互聯的健康監測設備，以利用物聯網、云計算、人工智能和可穿戴等新一代信息通信技(ji)術(shu)，來(lai)幫助(zhu)用戶時刻監控自己的健康狀況、降低醫療費用和就醫麻煩。
根據(ju)市場(chang)研(yan)究公司(si)Precedence Research的預測，全(quan)球(qiu)移動醫(yi)(yi)療(liao)(liao)設(she)(she)備(bei)(bei)市場(chang)的規模(mo)有望在2027年前超過850億美元，年復合增長率約為11.35%。因此智能網聯醫(yi)(yi)療(liao)(liao)和健康監測設(she)(she)備(bei)(bei)在全(quan)球(qiu)擁有巨大的市場(chang)空間。
包括中國在內的全球智慧醫療和健康保障技術市場正吸引越來越多的廠商參與，去打造創新的健康監測和醫療設備，也帶來對基于先進芯片的(de)(de)(de)醫療物聯網解決(jue)方(fang)案(an)的(de)(de)(de)需求。Silicon Labs(亦稱“芯科(ke)科(ke)技(ji)”)作為一家專(zhuan)注于物聯網技(ji)術的(de)(de)(de)企業，致力于為該市(shi)場提供高(gao)安全性、高(gao)可靠性、超低功耗(hao)的(de)(de)(de)無線連接和(he)智能解決(jue)方(fang)案(an)。目(mu)前，Silicon Labs已提供了(le)多款無線連接和(he)控(kong)制(zhi)芯片(pian)產品及解決(jue)方(fang)案(an)，并得到了(le)全球范圍內多家合作伙伴的(de)(de)(de)采用。
創新不止步 新產品助力新發展
Silicon Labs不(bu)斷推出創新產(chan)品(pin)助力(li)智慧醫療和健康監測等(deng)(deng)領域的(de)發展。除了早前(qian)的(de)BG22和BG24系列產(chan)品(pin)已有多項(xiang)應用，芯科科技(ji)今(jin)年最新推出的(de)BG27 SoC是專為(wei)極小型物(wu)聯網設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)設(she)(she)計(ji)的(de)新型集成電(dian)路系列產(chan)品(pin)，可為(wei)物(wu)聯網設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)設(she)(she)計(ji)人員(yuan)提供(gong)省(sheng)電(dian)、高性(xing)能(neng)(neng)和值得(de)信賴的(de)安(an)全性(xing)。BG27還(huan)可提供(gong)無線連(lian)接，使(shi)其成為(wei)互聯醫療設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、可穿戴設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、資產(chan)監控(kong)標簽(qian)、智能(neng)(neng)傳感器，以(yi)及牙(ya)刷和玩具等(deng)(deng)簡便的(de)消費電(dian)子產(chan)品(pin)的(de)理想選擇(ze)。
此外，芯科科技去年推出的BG24 2.4GHz無線SoC，可支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗藍牙、藍牙網狀網絡、專有和多協議操作，并提供PSA 3級Secure Vault?安全保護，是各種智能家居、醫療和(he)工業應用的(de)理想(xiang)選擇。
下面通過Silicon Labs客戶的(de)幾個具體案例，為大家分(fen)析智能無線產品如何支持開(kai)發者在智慧醫療和健(jian)康監測領域(yu)的(de)創新。
即時藍牙無線傳輸支持脈搏血氧儀實現關鍵遠程監測
上海貝瑞(rui)電子科(ke)技有限公司(以下簡稱“上海貝瑞(rui)”)是一家致力于醫療監護產品研發生(sheng)產銷售的公司。其推(tui)出的藍(lan)牙指尖脈搏(bo)血氧儀(yi)是一款健(jian)康追蹤設備，可(ke)以讓消費者(zhe)隨時掌控(kong)自己的健(jian)康狀況。這款血氧儀(yi)不僅(jin)能提供即時和遠(yuan)程監測，還(huan)能安全(quan)地存儲患者(zhe)數據，實(shi)現和醫院人員的健(jian)康數據共(gong)享，從而解決(jue)當前全(quan)球醫療資源短缺問(wen)題，并應(ying)對遠(yuan)程監測需求(qiu)日益增長的挑戰。
為了(le)打造(zao)高(gao)效的(de)醫療(liao)設備(bei)，上海(hai)貝(bei)瑞(rui)選(xuan)擇了(le)Silicon Labs的(de)EFR32BG22藍牙SoC并應用在(zai)其指尖脈(mo)搏血氧(yang)儀中。這是因為BG22具有可靠的(de)無線性(xing)能、低功耗、高(gao)安全(quan)性(xing)、高(gao)性(xing)能32位ARM? Cortex?-M33內核(he)，以及(ji)高(gao)達(da)352KB的(de)閃存和(he)32KB的(de)RAM，集成了(le)先進(jin)的(de)安全(quan)功能可確保便攜式醫療(liao)物(wu)聯網設備(bei)免受遠程和(he)本地網絡攻擊，這些特(te)性(xing)完全(quan)滿足上海(hai)貝(bei)瑞(rui)對無線解決方案(an)的(de)需求。
Silicon Labs的BG22低功耗藍牙無線SoC將超低傳輸和接收功率與高性能相結合，實現了出色的能源效率，將電池壽命延長達十年。這些專為多種物聯網應用而設(she)計(ji)的(de)模(mo)塊可應用(yong)于從智能門鎖到(dao)個人醫療保健和健康設(she)備等廣泛的(de)生(sheng)活產(chan)品中(zhong)(zhong)。在(zai)(zai)此(ci)應用(yong)案(an)例中(zhong)(zhong)，BG22 SoC配備在(zai)(zai)緊(jin)湊且(qie)方(fang)便(bian)的(de)指尖脈(mo)搏血氧(yang)儀中(zhong)(zhong)，并集成血氧(yang)飽和度(SpO2)探頭和數據處理功能，可監測血氧(yang)水平(SpO2)和脈(mo)搏數，還可提供(gong)友好且(qie)直觀的(de)用(yong)戶體驗。
以小體積、超低功耗MCU為核心打造便攜式心臟監測儀
根據世(shi)界衛生組織(WHO)的(de)(de)估計(ji)，心(xin)(xin)血管疾病(bing)(CVD)是全球主要的(de)(de)死(si)亡原因之一，預(yu)估每年奪走1790萬(wan)人(ren)的(de)(de)生命。在這些死(si)亡病(bing)例中，心(xin)(xin)律失常(chang)(chang)占很大的(de)(de)比例，而準確(que)(que)快速(su)地識別心(xin)(xin)律失常(chang)(chang)風險(xian)較高的(de)(de)患(huan)者，并確(que)(que)保他們接受適(shi)當(dang)及(ji)時的(de)(de)治(zhi)療，可以預(yu)防過早死(si)亡。為此，心(xin)(xin)臟監護儀及(ji)心(xin)(xin)律失常(chang)(chang)檢測裝置(zhi)研發商Bardy Diagnostics推出(chu)了一款Carnation移動式監護儀(CAM)貼片，是少數幾款以P波為中心(xin)(xin)的(de)(de)心(xin)(xin)律監測設(she)備，專為準確(que)(que)測量和適(shi)應用戶的(de)(de)積(ji)極生活方式而設(she)計(ji)。
CAM貼(tie)(tie)片(pian)基于Silicon Labs EFM32架構，患者接(jie)口傳感器連接(jie)到EFM32TG210 MCU。該(gai)MCU具(ju)有小體(ti)積、低(di)功耗和(he)(he)集成外圍設備等優(you)勢(外設包(bao)括ADC、SPI、ASYNC串行(xing)接(jie)口和(he)(he)定(ding)時器功能)，運行(xing)功率極(ji)低(di)，使CAM貼(tie)(tie)片(pian)能有效捕捉那些微小的(de)心臟信號細節，這使得(de)CAM貼(tie)(tie)片(pian)與其他可(ke)用的(de)監測儀有所區別。
EFM32TG210 MCU集成(cheng)的(de)(de)ADC提(ti)供了分辨率和濾波(bo)選項，確保能(neng)夠獲得(de)所需的(de)(de)原始數據采集，同時保持在(zai)功率預算范圍內。與其他(ta)架構相(xiang)比，EFM32TG MCU的(de)(de)電(dian)(dian)源管理提(ti)供了卓越(yue)的(de)(de)節能(neng)效果。此外(wai)，得(de)益(yi)于極快的(de)(de)睡眠(mian)和喚醒轉換、外(wai)圍設備的(de)(de)自動操作(zuo)和低(di)功耗時鐘生成(cheng)，EFM32TG提(ti)供超越(yue)系統(tong)要(yao)求(qiu)的(de)(de)優異規格，并且可使用標準CR1225電(dian)(dian)池進行長達(da)14天的(de)(de)連續心電(dian)(dian)圖記錄。
低功耗藍牙SoC安全的設計助力便攜式醫療設備重新定義癲癇疾病的管理方式
根(gen)據世界(jie)衛生組織(zhi)的數據，全球有(you)超(chao)過(guo)5000萬(wan)人患有(you)癲癇，如果診斷和治療得當，估計70%的癲癇患者(zhe)可(ke)(ke)以避(bi)免癲癇發(fa)作。為此(ci)，兒科癲癇學家Dave Clarke博士(shi)發(fa)起(qi)了(le)Epidet項目，旨在打造一款用(yong)戶友好(hao)、佩戴舒適的監(jian)測設(she)(she)備(bei)。為了(le)實(shi)現(xian)小巧靈(ling)活的設(she)(she)備(bei)外形、準確可(ke)(ke)靠(kao)的檢測算法(fa)、超(chao)低功(gong)耗(hao)(hao)、高(gao)安(an)全性(xing)等要求，Epidet項目選用(yong)了(le)Silicon Labs的EFR32BG22 SoC。這是一個單芯片解決方(fang)案，可(ke)(ke)以提(ti)供MCU計算功(gong)能、低功(gong)耗(hao)(hao)藍(lan)牙連(lian)接、超(chao)低功(gong)耗(hao)(hao)、小巧外形和一系列用(yong)于傳感器(qi)集成的外圍設(she)(she)備(bei)等諸多優勢，并可(ke)(ke)實(shi)現(xian)安(an)全可(ke)(ke)靠(kao)的監(jian)控。
BG22 SoC除了運行(xing)頻率(lv)高達76.8MHz的(de)(de)ARM Cortex-M33內核，352KB閃存(cun)和32KB RAM，還具有單獨的(de)(de)Cortex-M0+，其(qi)可以驅動藍牙無線電子系統，從而給M33和內存(cun)留下(xia)充足的(de)(de)空(kong)間去(qu)處理應用(yong)和數據算(suan)法。因此，Epidet能夠(gou)獲取檢測各種癲癇發(fa)作(zuo)類型所需的(de)(de)數據頻率(lv)和分辨率(lv)，在(zai)設備本地處理所有數據，然(ran)后利(li)用(yong)藍牙發(fa)送(song)明(ming)確結論，向護(hu)理人員和云端提供必要的(de)(de)更新(xin)信息，進行(xing)記(ji)錄和進一步分析。
此外，BG22提供(gong)先進的(de)(de)硬件(jian)(jian)(jian)加(jia)密加(jia)速，可(ke)以安(an)(an)全(quan)地保護和(he)存(cun)儲維持與網關或(huo)智能(neng)手機的(de)(de)私密藍牙連接所(suo)需的(de)(de)密鑰(yao)。它(ta)還(huan)提供(gong)具(ju)有信(xin)(xin)任(ren)根和(he)安(an)(an)全(quan)加(jia)載(zai)程序的(de)(de)安(an)(an)全(quan)啟動(dong)，從(cong)而確保從(cong)不可(ke)篡改的(de)(de)ROM開始驗證可(ke)信(xin)(xin)的(de)(de)固件(jian)(jian)(jian)鏈。這可(ke)以防止惡意軟件(jian)(jian)(jian)注(zhu)入、回滾(gun)(rollback)，并確保僅在設(she)備(bei)上加(jia)載(zai)和(he)執行(xing)經驗證的(de)(de)固件(jian)(jian)(jian)。Epidet可(ke)充(chong)分利用BG22提供(gong)的(de)(de)安(an)(an)全(quan)功(gong)能(neng)來保護通(tong)信(xin)(xin)鏈路和(he)用戶的(de)(de)私人信(xin)(xin)息。設(she)備(bei)固件(jian)(jian)(jian)可(ke)通(tong)過藍牙安(an)(an)全(quan)更(geng)新，迅速糾(jiu)正產品(pin)中的(de)(de)潛在缺陷，添加(jia)新功(gong)能(neng)和(he)增強功(gong)能(neng)。
參考資料：
藍牙脈搏血氧儀實現關鍵遠程監測
以MCU為核心的便攜式心臟監測儀
使用便攜式醫療設備重新定義癲癇疾病的管理方式
除(chu)了(le)上述這些應(ying)用案(an)例，Silicon Labs的IoMT解決方案(an)在全球還有(you)許多精彩應(ying)用。
為(wei)了讓業界更好地了解便攜式醫療設備市場發展前景，Silicon Labs低(di)功耗藍牙SoC系列產品組(zu)合的(de)特性，以及Silicon Labs的(de)客(ke)戶在(zai)該領域的(de)創新經驗和(he)心得，Silicon Labs將攜手世紀電源網(wang)的(de)電子(zi)研(yan)習社在(zai)5月31日舉辦(ban)主題為(wei)“基于(yu)芯科(ke)科(ke)技低(di)功耗藍牙SoC構建(jian)安全互(hu)聯的(de)醫療設備”的(de)網(wang)絡研(yan)討會(hui)。點擊此處，可(ke)進行(xing)預約觀看。
