【独家】健康管理设备热 USB数据传输显身手

【HC3i独家翻译】世界人口老龄化的问题是一个不争的事实。“婴儿潮”人口正在慢慢变老，推动了老龄人口的增长。医疗系统必须采取重大变革，以适应人口的巨大变化。目前，这些变革包括采用人人都能享用的新的治疗方法以及采用先进的传感器和微型控制器（MCU）技术的早期诊断工具。

据世界卫生组织（WHO）统计，非传染性疾病差不多占到了世界疾病负担的50%。这其中，慢性退行性疾病的发病率最高，其中心血管疾病又占据了大部分比例（世界上有6亿人口患有心血管疾病），同样，糖尿病（患者有9000万）等代谢性疾病所占的比例也很高。

远程医疗：解决之道

远程医疗解决方案直接解决了慢性退行性疾病的问题。从终端设备获取数据的智能系统，例如血糖仪、心率监测器、血压监护仪或电子秤等可以为患者提供建议，提醒他们在适当的时间进行检查或服用新的药物。

远程医疗监控系统收集、分析并监控患者的生命体征数据，采用有线和/或无线技术将这些信息传送给远程医疗供应商。供应商将利用这些数据做进一步的分析，其中包括跟踪慢性退行性疾病的进化、监控术后治疗。远程系统必须确保数据能够得到分析并安全地传送给医疗供应商。

这种系统具备很多优点，其中之一就是能够将患者的生命体征数据迅速地传送给远程医疗中心。为了实现这一目的，可以使用不同类型的网络，例如无法使用宽带网的农村患者就可以使用安全的虚拟专用网（VPN）连接的有线或无线以太网或通用分组无线业务（GPRS）网。

患者可以根据自己的需要，将这类远程系统安装到不同的数据采集外围设备中进行自定义处理，例如血压计、血糖仪、心率监测器、脉动血氧计（用于测量血液中的氧饱和度水平）、电子秤、体温计等。一旦这些数据采集设备收集到数据后，数据就必须通过有线或无线连接传送到集线器或网络连接装置，而后再被返回到远程医疗中心。远程网的示例参见图表1。

Weight scale  体重秤
Pulse oximeter 脉动血氧计
Glucometer 血糖仪
Blood pressure 血压仪
Thermometer 体温计
Graphics 图形
Audio/video 音频/视频
Wired/wireless connectivity 有线/无线连接
Touch U/I 触摸U/I

图1 远程医疗系统的概念

USB的好处

数据采集设备和集线器之间通讯最常见的、使用最为广泛的有线协议就是USB。USB之所以非常普遍，主要原因是它是成为康体佳健康联盟标准的第一个有线通讯协议。康体佳健康联盟由200多家技术公司与医疗设备公司组成，它建立了一个连接个人远程医疗解决方案的系统，推动了人们开展独立的健康管理，使个人和机构能更好地管理健康问题，提供了个性化的健康管理解决方案。

2007年，无线蓝牙技术成为康体佳认证的首个通信标准。在USB应用者论坛设立工作组，统一个人医疗设备（PHDC）的规格之后，为了提高数据传输速率，康体佳人密切关注USB。图2显示了PHDC支持的USB协议栈的示例。

Applications 应用程序
Mouse 鼠标
Medical  医疗
USB-serial USB-串行
Storage  储存
Class API 应用程序界面类别
Device API 应用程序界面设备
Device layer 设备层
Controller API 应用程序界面控制器
Controller 控制器
HW register IF HW 注册IF
Core 核心

图2 PHDC支持的USB协议栈框图

新PHDC规格使血压计和运动手表等医疗有关的设备能够通过USB连接到消费电子产品上，例如电脑和医疗装置。医疗设备和消费电子产品之间的交互，使患者和医生、学员和健身教练、老年人和远程护理人员的沟通更容易。USB个人医疗设备主要锁定三大领域：

健康：消费者使用运动手表、心率监测器等USB设备连接到电脑、移动电话等电子设备上；这些信息可以传送给教练或护理人员，以便进行评估判断。

疾病管理：慢性病患者可能希望将血压计或血糖仪的信息发送到医疗装置或移动医疗设备等工具上，管理自己的健康问题；而后，这些信息可以传送给护理人员，以便进行分析并采取相应措施

老年人的自主管理：监控日常生活的运动传感器等USB设备可以将信息发送给医疗装置或电脑等消费电子设备，然后再传给远程护理人员或家庭成员。

下一代的标准

2008年，康体佳健康联盟通过了USB的PHDC这种在家中使用的特殊类型的便携式医疗设备，将它用在康体佳认证的远程医疗系统中。有供应商为行业首个“康体佳”个人医疗设备PHDC USB解决方案提供了医疗应用程序USB堆。

这个USB堆基于USB的PHDC和IEEE-11073标准，提供了下一代医疗设备所需的标准通信接口。医疗应用程序USB堆是一个补充性的源代码解决方案，可以下载，便于携带和使用。该USB堆使客户可以使用USB，而不是使用难以维护的串行连接界面来扩大医疗设备的连接。

医疗应用程序USB堆是在实现医疗USB设备标准化以及遵守康体佳健康联盟医疗行业标准的进程中迈开的第一步。它扩大了高速连接的选择，加快了产品的开发，确保多个供应商的可操作性。下一代的医疗设备将主要取决于远程医疗系统的发展。远程医疗系统不仅提高了患者的护理水平，而且有望降低医疗费用。

这些系统使用的通信技术将会不断地产生和淘汰，例如Zigbee?和蓝牙低功耗等无线协议开始受到市场和康体佳健康联盟的追捧，然而在未来数年中，USB快速的数据传输速率和巨大的装机量将使其继续在远程医疗系统和医疗设备中大展拳脚。