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(he)(he)可穿戴等(deng)新一(yi)代信(xin)息通信(xin)技術，來(lai)幫助用(yong)戶時(shi)刻監控(kong)自(zi)己的健康狀況(kuang)、降低醫療費用(yong)和(he)(he)就(jiu)醫麻(ma)煩。
根據市(shi)場研究公司Precedence Research的(de)預測，全球移動醫(yi)療(liao)設(she)備市(shi)場的(de)規模有望(wang)在(zai)2027年前超(chao)過850億美元(yuan)，年復合增長率約為(wei)11.35%。因(yin)此智能網聯醫(yi)療(liao)和(he)健康監測設(she)備在(zai)全球擁有巨大的(de)市(shi)場空(kong)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醫療物(wu)聯網解決(jue)方案(an)的需求。Silicon Labs(亦稱(cheng)“芯科科技(ji)”)作為一家(jia)專注于物(wu)聯網技(ji)術的企業(ye)，致力于為該(gai)市場提(ti)供(gong)高安全性、高可靠性、超低(di)功耗的無線(xian)連接和(he)智(zhi)能解決(jue)方案(an)。目(mu)前，Silicon Labs已提(ti)供(gong)了多(duo)款無線(xian)連接和(he)控制芯片產(chan)品及解決(jue)方案(an)，并得到了全球范(fan)圍內(nei)多(duo)家(jia)合作伙伴的采用。
創新不止步 新產品助力新發展
Silicon Labs不斷推(tui)出創新(xin)(xin)產品(pin)助力智(zhi)慧醫療(liao)和(he)健康監測等領域的(de)(de)發展。除了早(zao)前的(de)(de)BG22和(he)BG24系列(lie)產品(pin)已有多項(xiang)應用，芯科科技今年最新(xin)(xin)推(tui)出的(de)(de)BG27 SoC是專為極小型(xing)物(wu)(wu)聯(lian)網設備(bei)設計(ji)的(de)(de)新(xin)(xin)型(xing)集(ji)成電路系列(lie)產品(pin)，可(ke)為物(wu)(wu)聯(lian)網設備(bei)設計(ji)人員提供省電、高(gao)性(xing)能和(he)值得信賴的(de)(de)安全性(xing)。BG27還可(ke)提供無(wu)線連接，使其成為互聯(lian)醫療(liao)設備(bei)、可(ke)穿戴設備(bei)、資產監控標簽(qian)、智(zhi)能傳感器，以及牙刷和(he)玩具(ju)等簡便的(de)(de)消費電子產品(pin)的(de)(de)理想選擇。
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、醫療和工(gong)業應用的(de)理想選擇。
下(xia)面通過Silicon Labs客戶的(de)幾個具體(ti)案例，為大家分析智能(neng)無(wu)線產品(pin)如何支持開(kai)發者(zhe)在智慧醫療和(he)健康監測(ce)領域的(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
上海貝瑞電子科技有限公司(以下簡稱“上海貝瑞”)是(shi)一家致力于醫療監(jian)護產品研發生產銷(xiao)售的(de)(de)(de)公司。其(qi)推出的(de)(de)(de)藍牙指(zhi)尖脈(mo)搏血氧儀是(shi)一款(kuan)健康(kang)追蹤設備，可(ke)以讓消費(fei)者(zhe)隨時掌控自己(ji)的(de)(de)(de)健康(kang)狀況(kuang)。這款(kuan)血氧儀不僅能(neng)提供即時和(he)(he)遠程(cheng)監(jian)測(ce)，還能(neng)安全地存儲患者(zhe)數(shu)據(ju)，實現和(he)(he)醫院(yuan)人員的(de)(de)(de)健康(kang)數(shu)據(ju)共享，從而解決當前全球醫療資源短缺問題，并應對遠程(cheng)監(jian)測(ce)需求日(ri)益增(zeng)長的(de)(de)(de)挑戰。
為了打造高效的(de)醫療設備，上海(hai)貝(bei)瑞選擇了Silicon Labs的(de)EFR32BG22藍牙SoC并應用在(zai)其指尖脈搏(bo)血氧(yang)儀中。這(zhe)是因為BG22具有(you)可(ke)靠的(de)無(wu)線性(xing)能(neng)、低(di)功(gong)耗、高安全性(xing)、高性(xing)能(neng)32位ARM? Cortex?-M33內核(he)，以及高達(da)352KB的(de)閃存和32KB的(de)RAM，集成了先進的(de)安全功(gong)能(neng)可(ke)確保便(bian)攜式醫療物聯網設備免(mian)受遠程和本(ben)地網絡攻擊，這(zhe)些特性(xing)完(wan)全滿足上海(hai)貝(bei)瑞對無(wu)線解決方(fang)案的(de)需(xu)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計(ji)的(de)(de)模塊(kuai)可應(ying)用于從智(zhi)能門鎖到(dao)個人醫療保健(jian)和健(jian)康(kang)設備等廣(guang)泛的(de)(de)生活(huo)產品中(zhong)。在此應(ying)用案例(li)中(zhong)，BG22 SoC配備在緊(jin)湊(cou)且(qie)方(fang)便的(de)(de)指尖脈搏(bo)血氧儀中(zhong)，并集(ji)成(cheng)血氧飽和度(SpO2)探頭和數據處理功(gong)能，可監(jian)測(ce)血氧水平(SpO2)和脈搏(bo)數，還可提供友好且(qie)直(zhi)觀的(de)(de)用戶體(ti)驗。
以小體積、超低功耗MCU為核心打造便攜式心臟監測儀
根據世界衛生組織(WHO)的(de)(de)(de)估計(ji)，心(xin)血管疾病(CVD)是全球主要的(de)(de)(de)死亡(wang)(wang)(wang)原(yuan)因之一，預估每(mei)年奪(duo)走(zou)1790萬人的(de)(de)(de)生命。在這(zhe)些死亡(wang)(wang)(wang)病例中，心(xin)律失常(chang)(chang)占很大的(de)(de)(de)比例，而(er)準確(que)快速地識別心(xin)律失常(chang)(chang)風險較高的(de)(de)(de)患者(zhe)，并確(que)保他們接受適當及時的(de)(de)(de)治療，可(ke)以預防(fang)過早死亡(wang)(wang)(wang)。為(wei)此，心(xin)臟(zang)監(jian)護儀及心(xin)律失常(chang)(chang)檢測裝置研發商Bardy Diagnostics推出(chu)了一款(kuan)Carnation移動式監(jian)護儀(CAM)貼片，是少數幾款(kuan)以P波為(wei)中心(xin)的(de)(de)(de)心(xin)律監(jian)測設備，專為(wei)準確(que)測量和適應用戶(hu)的(de)(de)(de)積極生活方式而(er)設計(ji)。
CAM貼(tie)片基于Silicon Labs EFM32架構(gou)，患者接(jie)口(kou)傳(chuan)感器連接(jie)到EFM32TG210 MCU。該(gai)MCU具有(you)小體積、低功耗和集(ji)成外圍設備(bei)等優勢(外設包(bao)括ADC、SPI、ASYNC串行接(jie)口(kou)和定時器功能)，運行功率極低，使(shi)CAM貼(tie)片能有(you)效(xiao)捕捉那些微小的心臟信號細節(jie)，這(zhe)使(shi)得(de)CAM貼(tie)片與其他可用的監測儀有(you)所區別。
EFM32TG210 MCU集(ji)成(cheng)的(de)ADC提供(gong)了分辨率和濾波選項，確保能(neng)(neng)夠獲得所需的(de)原始數據采集(ji)，同時保持在功率預算(suan)范圍(wei)(wei)內。與其他架(jia)構相比，EFM32TG MCU的(de)電(dian)源管理提供(gong)了卓越(yue)的(de)節能(neng)(neng)效(xiao)果。此外(wai)，得益于極(ji)快的(de)睡眠(mian)和喚醒轉(zhuan)換、外(wai)圍(wei)(wei)設備的(de)自動(dong)操(cao)作和低功耗時鐘生成(cheng)，EFM32TG提供(gong)超越(yue)系統要求的(de)優異規格，并且可使(shi)用標準(zhun)CR1225電(dian)池(chi)進行長達14天的(de)連續(xu)心電(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
根據(ju)(ju)世界衛生組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)數據(ju)(ju)，全球有超(chao)過5000萬人患有癲(dian)癇，如(ru)果診斷和治(zhi)療得當，估計70%的(de)(de)(de)(de)癲(dian)癇患者(zhe)可(ke)(ke)以避免癲(dian)癇發作。為(wei)此，兒科(ke)癲(dian)癇學家Dave Clarke博士(shi)發起了(le)Epidet項目，旨在打(da)造一款用(yong)戶友(you)好、佩戴舒適的(de)(de)(de)(de)監(jian)測設備。為(wei)了(le)實(shi)現小(xiao)巧靈(ling)活的(de)(de)(de)(de)設備外形、準確可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)(de)檢測算法、超(chao)低(di)功(gong)耗(hao)、高(gao)安全性等要求(qiu)，Epidet項目選用(yong)了(le)Silicon Labs的(de)(de)(de)(de)EFR32BG22 SoC。這是一個單芯片解決(jue)方案，可(ke)(ke)以提供MCU計算功(gong)能、低(di)功(gong)耗(hao)藍(lan)牙連接、超(chao)低(di)功(gong)耗(hao)、小(xiao)巧外形和一系列用(yong)于傳感器集(ji)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)外圍(wei)設備等諸(zhu)多(duo)優勢(shi)，并可(ke)(ke)實(shi)現安全可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)(de)監(jian)控。
BG22 SoC除了運行(xing)頻率高(gao)達(da)76.8MHz的(de)(de)(de)ARM Cortex-M33內核，352KB閃存和32KB RAM，還具(ju)有單獨的(de)(de)(de)Cortex-M0+，其(qi)可(ke)以驅動藍(lan)牙(ya)無線電子系(xi)統，從(cong)而給M33和內存留下充足的(de)(de)(de)空間去處理應用和數據算(suan)法。因此，Epidet能夠獲取檢(jian)測各(ge)種癲(dian)癇發作類(lei)型所需的(de)(de)(de)數據頻率和分(fen)(fen)辨率，在設備本地(di)處理所有數據，然后(hou)利用藍(lan)牙(ya)發送明確結(jie)論，向護理人(ren)員和云端提供必要的(de)(de)(de)更新信息，進行(xing)記錄和進一(yi)步分(fen)(fen)析。
此外(wai)，BG22提(ti)供(gong)先進的(de)(de)(de)硬件(jian)(jian)(jian)加(jia)密加(jia)速，可(ke)(ke)以安全(quan)地保(bao)護和存儲維(wei)持(chi)與網關或智能(neng)手機的(de)(de)(de)私密藍(lan)牙連接所需的(de)(de)(de)密鑰。它還提(ti)供(gong)具(ju)有信任根和安全(quan)加(jia)載程序的(de)(de)(de)安全(quan)啟動，從(cong)而確保(bao)從(cong)不可(ke)(ke)篡改的(de)(de)(de)ROM開始驗(yan)證(zheng)(zheng)可(ke)(ke)信的(de)(de)(de)固(gu)(gu)件(jian)(jian)(jian)鏈。這可(ke)(ke)以防(fang)止惡意軟件(jian)(jian)(jian)注入、回滾(gun)(rollback)，并確保(bao)僅在設備(bei)上加(jia)載和執行經驗(yan)證(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)件(jian)(jian)(jian)。Epidet可(ke)(ke)充分(fen)利(li)用BG22提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)安全(quan)功能(neng)來(lai)保(bao)護通信鏈路和用戶的(de)(de)(de)私人(ren)信息(xi)。設備(bei)固(gu)(gu)件(jian)(jian)(jian)可(ke)(ke)通過藍(lan)牙安全(quan)更(geng)新(xin)，迅速糾正產品中(zhong)的(de)(de)(de)潛在缺陷(xian)，添(tian)加(jia)新(xin)功能(neng)和增強功能(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
除了上述這些應用案例，Silicon Labs的IoMT解決方案在全球還(huan)有許多(duo)精彩應用。
為(wei)了讓(rang)業(ye)界(jie)更好地(di)了解便攜式醫(yi)療設(she)備市場發展前景(jing)，Silicon Labs低功耗藍牙SoC系列產品組合的(de)特性，以(yi)及Silicon Labs的(de)客戶在該(gai)領域的(de)創新(xin)經驗和心(xin)得，Silicon Labs將攜手世紀電源網(wang)的(de)電子(zi)研(yan)習社在5月31日舉辦主題為(wei)“基于芯科科技低功耗藍牙SoC構建安全互(hu)聯的(de)醫(yi)療設(she)備”的(de)網(wang)絡研(yan)討會。點擊此(ci)處，可進行預(yu)約觀看。
