藍(lán)牙技術(shù)在醫(yī)療電子設(shè)備的應(yīng)用原理和技術(shù)實現(xiàn)

斯圖曼（Stollmann）公司為醫(yī)療和健康數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)募夹g(shù)專家。其短距離無線藍(lán)牙通訊技術(shù)及產(chǎn)品，已被世界知名的家庭醫(yī)療器械及康復(fù)產(chǎn)品公司所指定采用。斯圖曼公司的藍(lán)牙模塊BlueMod+P25/HDP，內(nèi)含Heath Device Profile，支持大部分無線醫(yī)療及健康產(chǎn)品的應(yīng)用，可應(yīng)用的領(lǐng)域包括：血氧計、血壓計、體溫計、體重秤、血糖儀、心血管活動監(jiān)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(guī)范的IEEE11073協(xié)議軟件。

下面就在醫(yī)療和健康器械中，如何應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)的無線傳輸技術(shù)的幾個問題，談?wù)勎覀兊囊庖姟?/p>

一、 醫(yī)療和健康器械的互聯(lián)互通及Continua組織

目前，醫(yī)療和健康器械的數(shù)據(jù)格式、通訊協(xié)議大多為各公司私有的標(biāo)準(zhǔn)，各不相同。這給最終用戶帶來極大的不便，給醫(yī)療和健康應(yīng)用軟件系統(tǒng)的構(gòu)建帶來巨大的困難，也不利于醫(yī)生共享電子數(shù)據(jù)節(jié)省資源。

為解決兼容性的問題、促進(jìn)醫(yī)療和健康器械行業(yè)的更快發(fā)展和更廣應(yīng)用，世界上超過230個醫(yī)療健康器械生產(chǎn)廠和相關(guān)技術(shù)公司，成立了一個國際組織 Continua，來制定醫(yī)療健康器械之間通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。Continua組織成員包括GE、Omron、Roche、Panasonic、 Philips、Intel、Microsoft、Stollmann等等。

Continua組織選定的數(shù)據(jù)格式為IEEE11073；并選定藍(lán)牙技術(shù)中的Health Device Profile（簡稱HDP）協(xié)議，作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。目前在發(fā)達(dá)國家市場如日本，已有此類符合規(guī)范（Continua Compliant）的產(chǎn)品出售。未來帶通信功能的醫(yī)療和健康器械產(chǎn)品，必須符合IEEE11073數(shù)據(jù)格式，必須帶有藍(lán)牙HDP功能，這已成為必然趨勢。這種趨勢，為生產(chǎn)企業(yè)將產(chǎn)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(lán)牙HDP協(xié)議和低功耗藍(lán)牙

2.1 藍(lán)牙HDP協(xié)議

藍(lán)牙HDP協(xié)議是專門為醫(yī)療數(shù)據(jù)的無線傳輸而定義的。斯圖曼公司積極參與了該標(biāo)準(zhǔn)的制定，并且是首批能提供產(chǎn)品級藍(lán)牙HDP技術(shù)產(chǎn)品的公司。

藍(lán)牙HDP協(xié)議相比一般的藍(lán)牙線纜替代（SPP）協(xié)議，有如下優(yōu)點：

* 　　應(yīng)用新的eL2CAP，使數(shù)據(jù)傳輸更安全可靠。
* 　　增加與頻道相關(guān)的重傳的流控機制，改善了QoS。
* 　　允許并行復(fù)用頻道，例如可由一個醫(yī)療設(shè)備同時與多個遠(yuǎn)端的傳感器通訊。
* 　　時間同步功能。它能提供精度達(dá)2ms的時間基準(zhǔn)，來同步藍(lán)牙傳輸網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點。這使得所有的傳感器可同步到一個共同的時間基準(zhǔn)，其提供的生理參數(shù)帶有相應(yīng)的時間點的戳記。

2.2 低功耗藍(lán)牙（BLE）

低功耗藍(lán)牙主要應(yīng)用于醫(yī)療和健康傳感器網(wǎng)絡(luò)等電源供給有限的場合。下圖為低功耗藍(lán)牙和普通藍(lán)牙的指標(biāo)比較。
 

三、IEEE11073數(shù)據(jù)格式

采用IEEE11073數(shù)據(jù)格式后，只要是Continua兼容的產(chǎn)品，不同廠家的產(chǎn)品之間數(shù)據(jù)可互相交換。廠家只要關(guān)注自己一端的產(chǎn)品（如血壓計），而無需提供系統(tǒng)的另一端的設(shè)備（如數(shù)據(jù)采集處理主機端）。
 

IEEE11073是國際標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式，針對不同的應(yīng)用場景，可細(xì)分為如下一些標(biāo)準(zhǔn)：
 

四、斯圖曼的藍(lán)牙HDP 和IEEE11073 產(chǎn)品

4.1 技術(shù)路線
要集成HDP 和IEEE11073 到醫(yī)療和健康器械中，有三種技術(shù)路線。
 

每一種技術(shù)路線都有其優(yōu)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(fā)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(fā)及產(chǎn)品相關(guān)認(rèn)證的成本，能快速把產(chǎn)品推向市場。

4.2 斯圖曼BlueMod+P2x/G2/HDP

斯圖曼通過BlueMod+P2x/G2 硬件平臺，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(shù)路線。

BlueMod+P25/G2 自帶板上天線，已通過各種認(rèn)證。用戶易于把它結(jié)合進(jìn)其醫(yī)療健康產(chǎn)品的硬件主板設(shè)計中，并且無需再過藍(lán)牙國際組織認(rèn)證。BlueMod+P24/G2需外接天線，適用于醫(yī)療健康產(chǎn)品外殼為金屬材質(zhì)的應(yīng)用。兩款藍(lán)牙模塊均具有高可靠、可省電管理、高品質(zhì)的特點。由于自帶32 位的Cortex3 處理器，具強大的運算能力。
4.3 IEEE11073開發(fā)包 IDK11073a+

該開發(fā)包使開發(fā)者能在短期內(nèi)在其醫(yī)療健康器械中嵌入IEEE11073 Agent功能。包內(nèi)包含：

* 　　generic IEEE 11073-20601 Agent
* 　　IEEE 11073-20601 library
* 　　sample device specialization layer