藍牙技術在醫療電子設備的應用原理和技術實現
發布時間:2011-07-27 來源:與非網
中心議題:
斯圖曼(Stollmann)公gong司si為wei醫yi療liao和he健jian康kang數shu據ju無wu線xian傳chuan輸shu的de技ji術shu專zhuan家jia。其qi短duan距ju離li無wu線xian藍lan牙ya通tong訊xun技ji術shu及ji產chan品pin,已yi被bei世shi界jie知zhi名ming的de家jia庭ting醫yi療liao器qi械xie及ji康kang複fu產chan品pin公gong司si所suo指zhi定ding采cai用yong。斯si圖tu曼man公gong司si的de藍lan牙ya模mo塊kuaiBlueMod+P25/HDP,內含Heath Device Profile,支持大部分無線醫療及健康產品的應用,可應用的領域包括:血氧計、血壓計、體溫計、體重秤、血糖儀、心血管活動監控儀、便攜式心電圖儀等等。。斯圖曼為Continua組織成員,可配套提供符合Continua規範的IEEE11073協議軟件。
下麵就在醫療和健康器械中,如何應用國際標準的無線傳輸技術的幾個問題,談談我們的意見。
一、 醫療和健康器械的互聯互通及Continua組織
目前,醫療和健康器械的數據格式、通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)大(da)多(duo)為(wei)各(ge)公(gong)司(si)私(si)有(you)的(de)標(biao)準(zhun),各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)。這(zhe)給(gei)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)不(bu)便(bian),給(gei)醫(yi)療(liao)和(he)健(jian)康(kang)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)的(de)構(gou)建(jian)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)困(kun)難(nan),也(ye)不(bu)利(li)於(yu)醫(yi)生(sheng)共(gong)享(xiang)電(dian)子(zi)數(shu)據(ju)節(jie)省(sheng)資(zi)源(yuan)。
為解決兼容性的問題、促進醫療和健康器械行業的更快發展和更廣應用,世界上超過230個醫療健康器械生產廠和相關技術公司,成立了一個國際組織 Continua,來製定醫療健康器械之間通信的國際標準。Continua組織成員包括GE、Omron、Roche、Panasonic、 Philips、Intel、Microsoft、Stollmann等等。
Continua組織選定的數據格式為IEEE11073;並選定藍牙技術中的Health Device Profile(簡稱HDP)協議,作為無線數據傳輸的標準。目前在發達國家市場如日本,已有此類符合規範(Continua Compliant)的產品出售。未來帶通信功能的醫療和健康器械產品,必須符合IEEE11073數據格式,必須帶有藍牙HDP功能,這已成為必然趨勢。這種趨勢,為生產企業將產品升級換代、在原有市場格局中取得突破提供了新的機會。
二、 藍牙HDP協議和低功耗藍牙
2.1 藍牙HDP協議
藍牙HDP協議是專門為醫療數據的無線傳輸而定義的。斯圖曼公司積極參與了該標準的製定,並且是首批能提供產品級藍牙HDP技術產品的公司。
藍牙HDP協議相比一般的藍牙線纜替代(SPP)協議,有如下優點:
* 應用新的eL2CAP,使數據傳輸更安全可靠。
* 增加與頻道相關的重傳的流控機製,改善了QoS。
* 允許並行複用頻道,例如可由一個醫療設備同時與多個遠端的傳感器通訊。
* 時間同步功能。它能提供精度達2msdeshijianjizhun,laitongbulanyachuanshuwangluozhongdebutongjiedian。zheshidesuoyoudechuanganqiketongbudaoyigegongtongdeshijianjizhun,qitigongdeshenglicanshudaiyouxiangyingdeshijiandiandechuoji。
2.2 低功耗藍牙(BLE)
低功耗藍牙主要應用於醫療和健康傳感器網絡等電源供給有限的場合。下圖為低功耗藍牙和普通藍牙的指標比較。
[page]
三、IEEE11073數據格式
采用IEEE11073數據格式後,隻要是Continua兼容的產品,不同廠家的產品之間數據可互相交換。廠家隻要關注自己一端的產品(如血壓計),而無需提供係統的另一端的設備(如數據采集處理主機端)。
四、斯圖曼的藍牙HDP 和IEEE11073 產品
4.1 技術路線
要集成HDP 和IEEE11073 到醫療和健康器械中,有三種技術路
每一種技術路線都有其優點和缺點。左邊第一種方案可減少硬件BOM 的成本,但需要很多的研發投入,耗時較長。右邊第三種方案硬件BOM 成本略高,但可大大減少研發及產品相關認證的成本,能快速把產品推向市場。
4.2 斯圖曼BlueMod+P2x/G2/HDP
斯圖曼通過BlueMod+P2x/G2 硬件平台,加上不同的嵌入式軟件組合,支持以上所述的全部三種技術路線。

BlueMod+P25/G2 自帶板上天線,已通過各種認證。用戶易於把它結合進其醫療健康產品的硬件主板設計中,並且無需再過藍牙國際組織認證。BlueMod+P24/G2需外接天線,適用於醫療健康產品外殼為金屬材質的應用。兩款藍牙模塊均具有高可靠、可省電管理、高品質的特點。由於自帶32 位的Cortex3 處理器,具強大的運算能力。
4.3 IEEE11073開發包 IDK11073a+
該開發包使開發者能在短期內在其醫療健康器械中嵌入IEEE11073 Agent功能。包內包含:
* generic IEEE 11073-20601 Agent
* IEEE 11073-20601 library
* sample device specialization layer
五、總結
本(ben)文(wen)是(shi)討(tao)論(lun)藍(lan)牙(ya)技(ji)術(shu)在(zai)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)應(ying)用(yong)原(yuan)理(li)和(he)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)的(de)問(wen)題(ti),本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)四(si)種(zhong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),相(xiang)信(xin)能(neng)給(gei)廣(guang)大(da)工(gong)程(cheng)師(shi)有(you)很(hen)好(hao)學(xue)習(xi)的(de)價(jia)值(zhi)。
- 討論藍牙技術在醫療電子設備的應用原理和技術實現
- 采用醫療和健康器械的互聯互通及Continua組織
- 研究藍牙HDP協議和低功耗藍牙技術
- 采用IEEE11073數據格式
- 利用斯圖曼的藍牙HDP 和IEEE11073 產品
斯圖曼(Stollmann)公gong司si為wei醫yi療liao和he健jian康kang數shu據ju無wu線xian傳chuan輸shu的de技ji術shu專zhuan家jia。其qi短duan距ju離li無wu線xian藍lan牙ya通tong訊xun技ji術shu及ji產chan品pin,已yi被bei世shi界jie知zhi名ming的de家jia庭ting醫yi療liao器qi械xie及ji康kang複fu產chan品pin公gong司si所suo指zhi定ding采cai用yong。斯si圖tu曼man公gong司si的de藍lan牙ya模mo塊kuaiBlueMod+P25/HDP,內含Heath Device Profile,支持大部分無線醫療及健康產品的應用,可應用的領域包括:血氧計、血壓計、體溫計、體重秤、血糖儀、心血管活動監控儀、便攜式心電圖儀等等。。斯圖曼為Continua組織成員,可配套提供符合Continua規範的IEEE11073協議軟件。
下麵就在醫療和健康器械中,如何應用國際標準的無線傳輸技術的幾個問題,談談我們的意見。
一、 醫療和健康器械的互聯互通及Continua組織
目前,醫療和健康器械的數據格式、通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)大(da)多(duo)為(wei)各(ge)公(gong)司(si)私(si)有(you)的(de)標(biao)準(zhun),各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)。這(zhe)給(gei)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)不(bu)便(bian),給(gei)醫(yi)療(liao)和(he)健(jian)康(kang)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)的(de)構(gou)建(jian)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)困(kun)難(nan),也(ye)不(bu)利(li)於(yu)醫(yi)生(sheng)共(gong)享(xiang)電(dian)子(zi)數(shu)據(ju)節(jie)省(sheng)資(zi)源(yuan)。
為解決兼容性的問題、促進醫療和健康器械行業的更快發展和更廣應用,世界上超過230個醫療健康器械生產廠和相關技術公司,成立了一個國際組織 Continua,來製定醫療健康器械之間通信的國際標準。Continua組織成員包括GE、Omron、Roche、Panasonic、 Philips、Intel、Microsoft、Stollmann等等。
Continua組織選定的數據格式為IEEE11073;並選定藍牙技術中的Health Device Profile(簡稱HDP)協議,作為無線數據傳輸的標準。目前在發達國家市場如日本,已有此類符合規範(Continua Compliant)的產品出售。未來帶通信功能的醫療和健康器械產品,必須符合IEEE11073數據格式,必須帶有藍牙HDP功能,這已成為必然趨勢。這種趨勢,為生產企業將產品升級換代、在原有市場格局中取得突破提供了新的機會。
二、 藍牙HDP協議和低功耗藍牙
2.1 藍牙HDP協議
藍牙HDP協議是專門為醫療數據的無線傳輸而定義的。斯圖曼公司積極參與了該標準的製定,並且是首批能提供產品級藍牙HDP技術產品的公司。
藍牙HDP協議相比一般的藍牙線纜替代(SPP)協議,有如下優點:
* 應用新的eL2CAP,使數據傳輸更安全可靠。
* 增加與頻道相關的重傳的流控機製,改善了QoS。
* 允許並行複用頻道,例如可由一個醫療設備同時與多個遠端的傳感器通訊。
* 時間同步功能。它能提供精度達2msdeshijianjizhun,laitongbulanyachuanshuwangluozhongdebutongjiedian。zheshidesuoyoudechuanganqiketongbudaoyigegongtongdeshijianjizhun,qitigongdeshenglicanshudaiyouxiangyingdeshijiandiandechuoji。
2.2 低功耗藍牙(BLE)
低功耗藍牙主要應用於醫療和健康傳感器網絡等電源供給有限的場合。下圖為低功耗藍牙和普通藍牙的指標比較。
[page]
三、IEEE11073數據格式
采用IEEE11073數據格式後,隻要是Continua兼容的產品,不同廠家的產品之間數據可互相交換。廠家隻要關注自己一端的產品(如血壓計),而無需提供係統的另一端的設備(如數據采集處理主機端)。

四、斯圖曼的藍牙HDP 和IEEE11073 產品
4.1 技術路線
要集成HDP 和IEEE11073 到醫療和健康器械中,有三種技術路
每一種技術路線都有其優點和缺點。左邊第一種方案可減少硬件BOM 的成本,但需要很多的研發投入,耗時較長。右邊第三種方案硬件BOM 成本略高,但可大大減少研發及產品相關認證的成本,能快速把產品推向市場。
4.2 斯圖曼BlueMod+P2x/G2/HDP
斯圖曼通過BlueMod+P2x/G2 硬件平台,加上不同的嵌入式軟件組合,支持以上所述的全部三種技術路線。


4.3 IEEE11073開發包 IDK11073a+
該開發包使開發者能在短期內在其醫療健康器械中嵌入IEEE11073 Agent功能。包內包含:
* generic IEEE 11073-20601 Agent
* IEEE 11073-20601 library
* sample device specialization layer
五、總結
本(ben)文(wen)是(shi)討(tao)論(lun)藍(lan)牙(ya)技(ji)術(shu)在(zai)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)應(ying)用(yong)原(yuan)理(li)和(he)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)的(de)問(wen)題(ti),本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)四(si)種(zhong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),相(xiang)信(xin)能(neng)給(gei)廣(guang)大(da)工(gong)程(cheng)師(shi)有(you)很(hen)好(hao)學(xue)習(xi)的(de)價(jia)值(zhi)。
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