无线连接技术如何实现医疗物联网？

面向医疗物联网（IoMT）应用的新发展趋势， SILICON LABS（亦称“芯科科技”）高级产品营销经理Brian Blum提供本篇应用文章，进一步说明我们该如何利用物联网和连网健康设备来实现医疗物联网，以改善医疗保健、治疗和健康的体验，追求更健康的社会。

相较以往，我们现在拥有更多有关人体健康的信息。人工智能/机器学习（AI/ML）的发展正在帮助医疗专业人员改善其日常使用的研究方法、诊断工具和治疗方法。涵盖范围更广的研究则为更广泛的人群提供了更有效的治疗方式。同时，新冠疫情也让人们更加关注公共卫生和心理健康的重要性。

尽管医疗保健的信息在增加，认识在提升，而且取得了不少进步，但对许多人来说，医疗保健的体验可能还是负面的。正如我们当前所了解的，医疗保健系统面临着许多挑战，包括难以及时预约，等待时间过长，检测结果和诊疗意见延迟提供，缺乏易于获取和理解的个人健康信息，以及异常高昂的费用负担。

什么是连网健康设备？

连网健康设备是小型、无线、通常可穿戴的电子产品，配有传感器，可支持用户根据生理健康指标监测自己的身体和精神状况。

这些指标可能会像心率或体温那样简单，也可能会很复杂；一些连网健康设备使用嵌入式医疗检测功能来收集关于用户汗液、唾液和血液的化学成分的数据。

这些设备收集的数据通常会被传送给配套的应用软件，在那里会利用人工智能和机器学习技术对数据进行自动分析。这些分析提供的关于健康的意见可以帮助用户追踪特定的健康或健身目标的进展、监测慢性的健康问题，甚至进行自动化的药物递送。

虽然这样的设备听起来可能很有未来感，但许多设备目前已经存在且正在使用。糖尿病患者通常可以使用可穿戴设备来进行连续血糖监测（CGM）以管理其血糖水平，而不必依靠刺破手指或最后一刻的身体提示。“智能型胰岛素笔（Smart insulin pens）”可使用CGM数据来计算所需胰岛素的准确剂量和注射时间。

当然，糖尿病并不是唯一使用连网医疗设备的医学领域。还有监测睡眠和追踪身体节奏的连网健康设备。此外，可以通过牙齿传感器从唾液中收集信息，来进行口腔和身体的健康监测。消化系统有问题的人则可以吞服一种振动胶囊，它能够模拟胃收缩来加速消化。物联网应用中还有各种类型的智能贴片，可以黏附在患者的皮肤上，来监测生理体征，甚至输送药物。可以说，连网健康设备的应用是无穷无尽的。

连网健康设备的益处

如上所述，医疗物联网和连网健康设备的广泛使用，可以让患者在做出健康相关决策时拥有更多自主权。易于获取的数据和信息（通过自动解读这些数据和信息可立即产生可执行的见解），可以使患者轻松管理健康问题，例如慢性病、灾难性健康事件后的恢复期，以及随着衰老而增加的康复保健。

由于连网健康设备收集的数据是实时分析的，患者还可以识别突发健康事件的紧急预警信号，并及时寻求帮助。最后，在使用连网健康设备期间，可以提供自动剂量计算和药物使用提醒，从而可以让必须定期自行用药的患者安心。

最终，连网健康设备可以让患者更好地照顾自己，减少健康焦虑并提高整体生活质量。

连网健康设备和医疗物联网也有可能成为护理提供者极为有价值的工具。在我们目前的医疗保健系统中，患者通常只会在健康出现问题时才与医疗保健提供者进行交流；因此，现代医学大多是因应性的，而非预防性的。

当患者确实有健康问题时，大多数用于诊断的数据不是由患者自行报告，就是离散的（意味着有很长一段时间的间隔）和采用侵入性措施收集的资料。利用互联健康技术将使医生能够预先进行非侵入性以及持续性的数据收集，这一举措可改善患者的健康生活体验，增强诊断过程，并提供更多的预防性护理。

此外，如果有更多的患者使用连网健康设备，医生和研究人员将能够获得人群统计层面上的见解，这对公共卫生可能会产生重大的影响。

简而言之，连网健康设备在医疗领域中的巨大潜力，主要归功于其便利性和相对较低的成本。医疗物联网可以让患者和医生更有效地协同合作，同时可大幅减少面对面互动和相关成本，最终可以提高合规性，减轻财务压力，并让护理提供者减少资源的消耗。

连网健康设备面临的挑战

尽管连网健康设备可以为患者和医疗服务提供者带来许多好处，但现在它们很少在正式的医疗机构中使用。这是因为大规模实施面临三项重大挑战：

● 安全和隐私

对于芯科科技这样的供应商来说，开发能够可靠地加密数据和检测漏洞，并与不断扩展的物联网保持兼容的片上系统（SoC）是首要任务。由于所收集数据的敏感性，以及被黑客攻击后的连网健康设备无法正常运作可能造成的严重后果，这方面的努力对于连网健康设备尤其重要。

芯科科技与糖尿病防治技术协会（Diabetes Technology Society，DTS）合作开发了市场上唯一符合其糖尿病管理设备无线设备安全标准（DTSec）的SoC系列产品：EFR32BG系列具有芯科科技标志性的Secure Vault安全功能，可确保通过安全的固件升级流程来解决漏洞问题。展望未来，芯科科技将继续支持设备制造商应对不断变化的挑战，如小型化趋势、日益复杂的产品设计和功能，以及不断增长的用户体验需求。

● 监管要求

与连网健康设备相关的硬件须经过严格测试，以确保其安全可靠。对于大多数电子设备来说，在将其推向市场之前所需要的就是测试过程。然而，任何声称可以帮助诊断、治疗或管理疾病，或任何与用户健康相关的设备，也都必须获得诸如FDA这样的食品及药物管理机关的批准。

尽管FDA规定的存在是为确保在风险较高时，仅能使用可信任工具来保护消费者和医疗保健提供者，但由于获得批准的过程漫长、繁琐且昂贵，这可能会大大延迟新型连网健康设备的推出。

● 可扩展性

在推出互联健康技术之前，必须解决如何以实用、道德、公平和安全的方式，来大规模使用连网健康设备的相关问题。诸如，医院需要进行哪些硬件和软件更新来支持连网健康设备的使用？患者需要了解哪些有关连网健康设备的信息才能知情同意？公共医疗机构将从哪里获得建立连网健康设备基础设施的资金？对用作诊断和治疗工具的连网健康设备有哪些限制？由于这些问题仍未得到解答，医疗保健提供者常常会犹豫是否应向患者推荐连网健康设备。

展望未来

虽然目前在医疗保健领域，正式使用连网健康设备还只是一种愿望，但这绝不是空想。这项技术已经存在，而且每天都在日益精进。许多与医疗物联网兼容的产品已经申请并获得FDA批准，还有许多其他产品正在申请过程中。

尽管仍在发展中，但安全问题暂时已基本解决。唯一真正剩下的障碍是设计一个系统去支持大规模使用连网健康设备，并充分发挥其功效。

连网健康设备可以作为改善患者体验的工具，利用连续收集数据的能力来改善诊断和治疗，并显著降低与医疗保健相关的成本和不便。在未来的几年里，我们将继续见证连网健康设备如何从根本上改变我们的医疗保健系统，使其变得更加完善。