引言
遠程醫療正成為幫助人們提高生活品質的一種新方式，而無線技術的廣泛使用也為個人健康與醫療設備的交互帶來了前所未有的巨大挑戰。這種挑戰源于人們想把一些帶有無線功能的儀器與終端設備實現相互通信的需求，而要滿足這種需求各種設備都使用相同的協議進行通信就很重要，目的是保持數據的完整性。本文中，我們將討論與無線技術相關的一些通用性問題，并介紹在不同情況下選擇合適的無線標準的技巧。
作為今天增長最快的跨學科領域之一，遠程醫療運用各種技術，通過遠程及近距離有線和無線網絡為人們提供健康與醫療信息。遠程醫療成為在衛生保健領域實現信息服務創新的催化劑。它讓患者、醫生和其他供應商擁有全新的通信方式，使那些慢性病患者能夠以更低的成本獲得更高的生活品質，例如：心血管疾病、糖尿病、慢性呼吸道疾病和癌癥患者等。短距離無線連接技術出現以后，遠程醫療技術仍然在健康、健身和運動市場起著關鍵性作用。下面兩個例子可以幫助更好地闡釋無線連接技術對遠程醫療的影響：
· 比如一名慢跑鍛煉者可以隨身攜帶多種傳感器，用于監測他的生命指標（包括心率、血壓、SpO2）、皮膚濕度以及其他運動表現，例如：跑步速度、消耗卡路里和步長等。這些參數可在他跑步期間被收集到一個移動設備（例如：手表或者智能手機等）中，然后被下載或者發送給他的個人計算機、教練或者醫生。在對這些數據進行分析以后，醫生或者教練便可以提出訓練改進建議，以提高慢跑者的運動耐力和效果。
· 再比如在事故現場執行救援任務的救護車，應事故要求出診的緊急醫療隊(EMT) 可在返回醫院的途中就開始相關治療，立即開始監測重傷人員的各種生命體征，對傷情做出診斷，并把重要數據和診斷細節發送給醫院的急診室。提前發送這些數據，可以讓護士和醫生更好地做好收治準備，一旦傷者到達醫院便可立即實施正確的治療，從而節省大量寶貴的時間，最終達到挽救生命的目的。
這兩個例子證明了無線連接解決方案在廣泛運用的遠程醫療領域能扮演和正在扮演的重要角色，它可以：
· 更精確、頻繁和低成本地收集數據
· 讓患者和醫療保健專業人員擁有一種新的聯系方式
康體佳健康聯盟(Continua Health Alliance)
康體佳健康聯盟是一個國際非盈利、開放性行業組織，由230 多家公司組成，目的是處理和解決遠程醫療產品和服務在應用和部署時出現的通用性問題。他們的任務就是要建立起一個個人醫療保健的生態系統，讓廣大消費者和各種組織都能夠更好地管理健康。該聯盟并不負責具體的新通信標準的開發，而是選擇一些已有的標準，然后制定出通用性指導原則。要想成功地解決通用性問題，需要完成下面3 項重要的細化工作：
· 慢性病健康狀況管理
· 醫療與健康
· 個體壽命的延長
圖1 顯示了由康體佳健康聯盟定義的一種架構。
圖1 康體佳遠程醫療端到端系統架構
這種端到端系統架構包括如下4 個主要部分：
· 個人醫療保健設備：監測基本生命體征，例如：血壓、體重、脈搏、氧氣水平和血糖值，并通過有線或者無線連接方式發送這些數據。
· 集成管理器：讓個人健康設備能夠以電子病歷(HER) 的形式記錄數據，以供家庭和/或醫院隨時查看。這種集成管理器可以利用智能電話、個人計算機或者其他專用設備。
· 健康服務中心：在某個集中地存儲和分析患者的相關信息。可以是醫生的辦公室、家里或者醫療保健機構。
· 健康狀況記錄：用于存儲收集來的數據。形式包括個人健康狀況記錄(PHR) 或者電子病歷(HER)
這種集成管理架構中定義了4種網絡，我們這里將主要介紹個人局域網(PAN)和廣域網(WAN)。
由于PAN 以低功耗（一般為電池）為特點，因此我們選擇藍牙® 和ZigBee® 這兩種技術作為以后幾代康體佳兼容型遠程醫療系統的無線標準。藍牙技術一般用于移動集成管理器（例如：智能電話）和傳感器或醫療設備之間的連接；而ZigBee 則用于低功耗傳感器的無線組網，比如一些讓患者能夠獨立在家的傳感器。PAN 網絡的連接距離一般為1米到10-20 米，接入PAN 網絡的大多數設備都使用電池供電。
需要更遠距離傳輸數據（大于30 米）并且帶寬更大時，最好使用廣域網(WAN) 接入。康體佳聯盟為WAN 選擇了w3c 標準，其可以利用任何IP型網絡實現。這樣便讓諸如Wi-Fi 和大多數3G 網絡服務等解決方案能夠從管理器/集線器到后端軟件傳輸數據。
需要注意的是，只有當需要康體佳健康聯盟認證的產品時才需要獲得授權，選擇一種具體的網絡接入標準。如果不要求康體佳認證，系統/產品架構可以選擇其他網絡接入標準，例如：IEEE 802.15.4、ANT、6lowPAN 甚至是2.4 GHz 或900 MHz 頻段的一些專有無線電標準。
選擇無線連接標準時的一些重要度量標準
選擇一種特殊的網線連接標準或者技術是一系列折中平衡與優化的結果。我們可以根據諸多參數對各種無線標準進行比較，例如：規定數據速率、網絡拓撲、傳輸距離等等。這些參數就是度量標準。圖2 顯示了選擇遠程醫療與醫學應用的無線標準時進行對比的大多數參數。下面列出的度量標準并非都與特定應用相關，度量標準的多少和種類均取決于具體的終端應用。
圖2 比較不同網絡連接標準時需要考慮的參數
表1 概括了許多應用的生理信息或生命體征采集所要求的數據速率，這些應用包括慢性病管理或者健康狀況管理等。血壓監測要求1-10kbps 的數據速率。如果應用涉及發送靜態圖像，則要求有2Mbps 的數據速率。產品開發人員需要知道哪種技術可以支持應用傳輸數據所需的數據速率。
工作頻率是我們需要考慮的另一個重要的度量標準。用于傳輸數據的頻譜由主要政府監管部門規定。產品所面向的地區和市場（例如：醫院或者普通消費者）不同，頻譜要求和規定也會不同。另外，網絡拓撲可能會對軟件棧大小以及電流消耗產生影響。對于那些使用要求全網狀拓撲的協議（例如：ZigBee）的應用而言，更是如此。
表1 不同受監測生物信號的數據速率
圖3、4 和5 利用傳輸距離和數據吞吐量參數，對幾種無線網絡連接標準進行了比較。圖3 表明藍牙技術和ANT協議是體域網(BAN) 最為適合的非專有標準，其要求距離非常短，而且功耗也非常低。圖4 表明就高數據吞吐量而言，Wi-Fi 可能是最為適合的網絡連接標準。圖5 顯示了不同標準所需的電池類型。從這些圖，我們可以清楚地知道Wi-Fi 要求的功耗比其他幾種連接方法都要高。
圖3 各種技術的通信距離。
圖4 各種技術的數據吞吐量
圖5 各種技術的要求電源
結論
毫無疑問，遠程醫療極大地受益于無線技術的廣泛應用，其革命性地改變了醫療保健服務的提供方式。但是，無線技術的迅猛發展也帶來了不同無線器件和設備之間的通用性問題，讓我們難以選擇到正確的無線標準。遠程醫療應用可以使用的無線標準有很多，對于廣大工程師和開發人員來說，選擇一種最適合于具體終端應用的標準很重要。在這個過程中，技術實現確實為患者、醫生、醫療服務提供商和所有其他醫療保健生態系統的參與者，都帶來了更加輕松、愜意的生活。
參考文獻
· TI 遠程醫療解決方案的更多詳情，敬請訪問：www.ti.com.cn/solution/cn/telehealth_aggregation_manager_with_video_output
· TI 醫療選擇與解決方案指南，敬請訪問：http://www.ti.com.cn/apps/cn/docs/appcategory.tsp?appId=270&DCMP=TI-cn_Home_Tracking&HQS=Other+OT+home_a_medical