智能和網(wǎng)聯(lián)技術(shù)近年來一直是醫(yī)療和健康保障領(lǐng)域內(nèi)的熱門技術(shù)，許多廠商都在利用醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)技術(shù)開發(fā)更加智能和互聯(lián)的健康監(jiān)測設(shè)備，以利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能和可穿戴等新一代信息通信技術(shù)，來幫助用戶時刻監(jiān)控自己的健康狀況、降低醫(yī)療費用和就醫(yī)麻煩。
根據(jù)市場研究公司Precedence Research的預(yù)測，全球移動醫(yī)療設(shè)備市場的規(guī)模有望在2027年前超過850億美元，年復(fù)合增長率約為11.35%。因此智能網(wǎng)聯(lián)醫(yī)療和健康監(jiān)測設(shè)備在全球擁有巨大的市場空間。
包括中國在內(nèi)的全球智慧醫(yī)療和健康保障技術(shù)市場正吸引越來越多的廠商參與，去打造創(chuàng)新的健康監(jiān)測和醫(yī)療設(shè)備，也帶來對基于先進芯片的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)解決方案的需求。Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)作為一家專注于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)，致力于為該市場提供高安全性、高可靠性、超低功耗的無線連接和智能解決方案。目前，Silicon Labs已提供了多款無線連接和控制芯片產(chǎn)品及解決方案，并得到了全球范圍內(nèi)多家合作伙伴的采用。
創(chuàng)新不止步 新產(chǎn)品助力新發(fā)展
Silicon Labs不斷推出創(chuàng)新產(chǎn)品助力智慧醫(yī)療和健康監(jiān)測等領(lǐng)域的發(fā)展。除了早前的BG22和BG24系列產(chǎn)品已有多項應(yīng)用，芯科科技今年最新推出的BG27 SoC是專為極小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計的新型集成電路系列產(chǎn)品，可為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計人員提供省電、高性能和值得信賴的安全性。BG27還可提供無線連接，使其成為互聯(lián)醫(yī)療設(shè)備、可穿戴設(shè)備、資產(chǎn)監(jiān)控標簽、智能傳感器，以及牙刷和玩具等簡便的消費電子產(chǎn)品的理想選擇。
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(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、專有和多協(xié)議操作，并提供PSA 3級Secure Vault?安全保護，是各種智能家居、醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。
下面通過Silicon Labs客戶的幾個具體案例，為大家分析智能無線產(chǎn)品如何支持開發(fā)者在智慧醫(yī)療和健康監(jiān)測領(lǐng)域的創(chuàng)新。
即時藍牙無線傳輸支持脈搏血氧儀實現(xiàn)關(guān)鍵遠程監(jiān)測
上海貝瑞電子科技有限公司(以下簡稱“上海貝瑞”)是一家致力于醫(yī)療監(jiān)護產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)銷售的公司。其推出的藍牙指尖脈搏血氧儀是一款健康追蹤設(shè)備，可以讓消費者隨時掌控自己的健康狀況。這款血氧儀不僅能提供即時和遠程監(jiān)測，還能安全地存儲患者數(shù)據(jù)，實現(xiàn)和醫(yī)院人員的健康數(shù)據(jù)共享，從而解決當前全球醫(yī)療資源短缺問題，并應(yīng)對遠程監(jiān)測需求日益增長的挑戰(zhàn)。
為了打造高效的醫(yī)療設(shè)備，上海貝瑞選擇了Silicon Labs的EFR32BG22藍牙SoC并應(yīng)用在其指尖脈搏血氧儀中。這是因為BG22具有可靠的無線性能、低功耗、高安全性、高性能32位ARM? Cortex?-M33內(nèi)核，以及高達352KB的閃存和32KB的RAM，集成了先進的安全功能可確保便攜式醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備免受遠程和本地網(wǎng)絡(luò)攻擊，這些特性完全滿足上海貝瑞對無線解決方案的需求。
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(jié)合，實現(xiàn)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(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的模塊可應(yīng)用于從智能門鎖到個人醫(yī)療保健和健康設(shè)備等廣泛的生活產(chǎn)品中。在此應(yīng)用案例中，BG22 SoC配備在緊湊且方便的指尖脈搏血氧儀中，并集成血氧飽和度(SpO2)探頭和數(shù)據(jù)處理功能，可監(jiān)測血氧水平(SpO2)和脈搏數(shù)，還可提供友好且直觀的用戶體驗。
以小體積、超低功耗MCU為核心打造便攜式心臟監(jiān)測儀
根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的估計，心血管疾病(CVD)是全球主要的死亡原因之一，預(yù)估每年奪走1790萬人的生命。在這些死亡病例中，心律失常占很大的比例，而準確快速地識別心律失常風(fēng)險較高的患者，并確保他們接受適當及時的治療，可以預(yù)防過早死亡。為此，心臟監(jiān)護儀及心律失常檢測裝置研發(fā)商Bardy Diagnostics推出了一款Carnation移動式監(jiān)護儀(CAM)貼片，是少數(shù)幾款以P波為中心的心律監(jiān)測設(shè)備，專為準確測量和適應(yīng)用戶的積極生活方式而設(shè)計。
CAM貼片基于Silicon Labs EFM32架構(gòu)，患者接口傳感器連接到EFM32TG210 MCU。該MCU具有小體積、低功耗和集成外圍設(shè)備等優(yōu)勢(外設(shè)包括ADC、SPI、ASYNC串行接口和定時器功能)，運行功率極低，使CAM貼片能有效捕捉那些微小的心臟信號細節(jié)，這使得CAM貼片與其他可用的監(jiān)測儀有所區(qū)別。
EFM32TG210 MCU集成的ADC提供了分辨率和濾波選項，確保能夠獲得所需的原始數(shù)據(jù)采集，同時保持在功率預(yù)算范圍內(nèi)。與其他架構(gòu)相比，EFM32TG MCU的電源管理提供了卓越的節(jié)能效果。此外，得益于極快的睡眠和喚醒轉(zhuǎn)換、外圍設(shè)備的自動操作和低功耗時鐘生成，EFM32TG提供超越系統(tǒng)要求的優(yōu)異規(guī)格，并且可使用標準CR1225電池進行長達14天的連續(xù)心電圖記錄。
低功耗藍牙SoC安全的設(shè)計助力便攜式醫(yī)療設(shè)備重新定義癲癇疾病的管理方式
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，全球有超過5000萬人患有癲癇，如果診斷和治療得當，估計70%的癲癇患者可以避免癲癇發(fā)作。為此，兒科癲癇學(xué)家Dave Clarke博士發(fā)起了Epidet項目，旨在打造一款用戶友好、佩戴舒適的監(jiān)測設(shè)備。為了實現(xiàn)小巧靈活的設(shè)備外形、準確可靠的檢測算法、超低功耗、高安全性等要求，Epidet項目選用了Silicon Labs的EFR32BG22 SoC。這是一個單芯片解決方案，可以提供MCU計算功能、低功耗藍牙連接、超低功耗、小巧外形和一系列用于傳感器集成的外圍設(shè)備等諸多優(yōu)勢，并可實現(xiàn)安全可靠的監(jiān)控。
BG22 SoC除了運行頻率高達76.8MHz的ARM Cortex-M33內(nèi)核，352KB閃存和32KB RAM，還具有單獨的Cortex-M0+，其可以驅(qū)動藍牙無線電子系統(tǒng)，從而給M33和內(nèi)存留下充足的空間去處理應(yīng)用和數(shù)據(jù)算法。因此，Epidet能夠獲取檢測各種癲癇發(fā)作類型所需的數(shù)據(jù)頻率和分辨率，在設(shè)備本地處理所有數(shù)據(jù)，然后利用藍牙發(fā)送明確結(jié)論，向護理人員和云端提供必要的更新信息，進行記錄和進一步分析。
此外，BG22提供先進的硬件加密加速，可以安全地保護和存儲維持與網(wǎng)關(guān)或智能手機的私密藍牙連接所需的密鑰。它還提供具有信任根和安全加載程序的安全啟動，從而確保從不可篡改的ROM開始驗證可信的固件鏈。這可以防止惡意軟件注入、回滾(rollback)，并確保僅在設(shè)備上加載和執(zhí)行經(jīng)驗證的固件。Epidet可充分利用BG22提供的安全功能來保護通信鏈路和用戶的私人信息。設(shè)備固件可通過藍牙安全更新，迅速糾正產(chǎn)品中的潛在缺陷，添加新功能和增強功能。
參考資料：
● 藍牙脈搏血氧儀實現(xiàn)關(guān)鍵遠程監(jiān)測
● 以MCU為核心的便攜式心臟監(jiān)測儀
● 使用便攜式醫(yī)療設(shè)備重新定義癲癇疾病的管理方式
除了上述這些應(yīng)用案例，Silicon Labs的IoMT解決方案在全球還有許多精彩應(yīng)用。
為了讓業(yè)界更好地了解便攜式醫(yī)療設(shè)備市場發(fā)展前景，Silicon Labs低功耗藍牙SoC系列產(chǎn)品組合的特性，以及Silicon Labs的客戶在該領(lǐng)域的創(chuàng)新經(jīng)驗和心得，Silicon Labs將攜手世紀電源網(wǎng)的電子研習(xí)社在5月31日舉辦主題為“基于芯科科技低功耗藍牙SoC構(gòu)建安全互聯(lián)的醫(yī)療設(shè)備”的網(wǎng)絡(luò)研討會。點擊此處，可進行預(yù)約觀看。
（Silicon Labs）
