遠程醫(yī)療

1879年，著名醫(yī)學雜志《柳葉刀》在文章中提問，“如何通過使用電話通信減少有輕微健康問題的患者的就診次數？”這是人類第一次開始關注遠程醫(yī)療。如今遠程醫(yī)療已經在社會中被廣泛實踐。比如在鄉(xiāng)村地區(qū)，專業(yè)醫(yī)務人員已經在通過遠程醫(yī)療平臺讓村民居家就能享受更好的醫(yī)療保健服務。

時鐘發(fā)生器的選型

目前，遠程醫(yī)療已經成長為千億美元規(guī)模的市場。根據Mordor Intelligence的統(tǒng)計數據，2021年全球遠程醫(yī)療市場價值約為1,044.4億美元，預計2027年將達到2,727.6億美元的市場規(guī)模，在2022-2027年的預測期年復合增長率為20.5%。世界衛(wèi)生組織表示，2020-2030年可能是數字技術重塑醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的十年。而在遠程醫(yī)療的診斷和監(jiān)護環(huán)節(jié)，互聯(lián)醫(yī)療設備發(fā)揮著重要作用。

互聯(lián)醫(yī)療設備需要具備可交互性

行業(yè)發(fā)展初期，遠程醫(yī)療主要是患者通過電腦或智能手機上的應用程序和醫(yī)生遠程溝通，更多是實現醫(yī)療咨詢。隨著社會對慢性病和老齡化問題的關注度提升，基于移動互聯(lián)網打造的醫(yī)療設備進入服務鏈條中，能夠提供監(jiān)測和診斷等專業(yè)的醫(yī)療服務。

在互聯(lián)醫(yī)療設備中，可視化是非常重要的功能。以數字聽診器為例，傳統(tǒng)的聽診器不具備可視性，往往只能由醫(yī)生通過經驗來判斷，所以僅限于醫(yī)生隨身使用。通過下圖能夠看到，數字聽診器實際上是一款智能化水平非常高的互聯(lián)醫(yī)療設備，患者可以居家使用，然后憑借獲取到的心肺數據遠程和醫(yī)生交流，提升診療的效率。此外，有些互聯(lián)醫(yī)療設備在會診系統(tǒng)方面還會要求具備語音交互的能力。

圖1：數字聽診器框圖

（圖源：NXP）

同時，通過上面的框圖我們也能夠看到，隨著智能化水平提升，互聯(lián)醫(yī)療設備會集成非常多的功能，這就對核心器件的接口資源和集成化水平提出了很高的要求。并且，由于互聯(lián)醫(yī)療設備多為用戶居家使用，其成本也是一個挑戰(zhàn)。

在這里，我們?yōu)榇蠹彝扑]一款既能夠支持互聯(lián)醫(yī)療設備可視化功能實現，又具備高集成特性的器件。它就是來自制造商NXP的i.MX 8M Mini應用處理器，在貿澤電子官網，大家可以通過搜索料號MIMX8MM6DVTLZAA，在器件詳情中看到具體的介紹。

圖2：i.MX 8M Mini應用處理器

（圖源：貿澤電子）

i.MX 8M Mini應用處理器采用先進的14LPC FinFET工藝打造，內置4個Cortex-A53內核和1個Cortex-M4內核，配合多級緩存和片上存儲器，具有高性能和低功耗特性。

圖3：i.MX 8M Mini應用處理器系統(tǒng)框圖

（圖源：NXP）

在打造互聯(lián)醫(yī)療設備會診系統(tǒng)方面，i.MX 8M Mini應用處理器提供出色的圖形、視頻和語音能力。該器件集成GCNanoUltra 3D GPU、1個著色器、OpenGL ES 2.0和一個用于2D GPU的GC320，能夠提供出色的圖形和視頻渲染能力；配合1080p60 VP9配置文件0,2（10位）解碼器、HEVC/H.265解碼器、AVC/H.264基線、電源、高速解碼器、VP8解碼器以及1080p60 AVC/H.264編碼器、VP8編碼器，保障高清視頻的傳輸質量；在音頻方面，該器件支持超過20個音頻通道，5個同步音頻接口（SAI）模塊，支持I2S、AC97、TDM、編解碼器/DSP、S/PDIF和DSD接口，有助于實現靈活、出色的音頻解決方案。

此外，i.MX 8M Mini應用處理器提供PCIe、千兆以太網、SDIO/eMMC、USB 2.0、MIPI-CSI、MIPI-DSI等豐富的接口資源。還有一點需要著重提到的是這款器件的安全特性，它支持Arm TrustZone架構，使用OCRAM控制器的片上RAM（OCRAM）安全區(qū)域保護，并配備高保證啟動（HAB）、加密加速和保證（CAAM）模塊、安全的非易失性存儲（SNVS）和安全的JTAG控制器（SJC）等安全防護資源，屬于NXP EdgeLock Assurance保障計劃中的產品，可以從多方面保護互聯(lián)數據的安全性。

圖4：EdgeLock Assurance保障計劃

（圖源：NXP）

綜合而言，基于i.MX 8M Mini應用處理器，大家可以打造出高性能、高能效和具有成本效益的互聯(lián)醫(yī)療設備方案，并加快產品上市周期。當然，除了互聯(lián)醫(yī)療設備領域，該系列器件還可用于消費電子和專業(yè)音頻系統(tǒng)、語音助手和機器視覺、家居和樓宇自動化等相關領域。

設備多功能化是大勢所趨

在遠程醫(yī)療應用中，老齡化人群是占比較高的用戶群體。因此，在國家衛(wèi)健委頒發(fā)的《關于進一步落實便利老年人就醫(yī)舉措的通知》中著重提到，要解決老年人在看病就醫(yī)過程中面臨數字鴻溝的問題，醫(yī)療機構互聯(lián)網醫(yī)院要進行適老化的改造，簡化網上預約流程，通過語音錄入、增加人工服務的渠道，便利老年人的互聯(lián)網醫(yī)療服務選擇。

在設備端，由于老年人已進入身體機能的衰退期，感染各種疾病的幾率較青壯年大大增加，且身體自身的基礎性疾病較為復雜，這就需要互聯(lián)醫(yī)療設備盡可能具備更多的功能，同時操作要實現“傻瓜化”。當然，由于老年人疾病的復雜性，這些設備需要能夠提供遠程會診、遠程咨詢和護理示教等功能。

借助這樣的系統(tǒng)，能夠提高老年人診斷與醫(yī)療水平、降低醫(yī)療開支、滿足廣大人民群眾的保健需求。不過，面對功能如此豐富的系統(tǒng)，大家可能會為選擇主芯片而犯愁，選擇不慎的話甚至需要多顆芯片才能夠滿足需求。在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]i.MX 6SoloX ARM處理器，同樣是來自制造商NXP，單芯片就能夠滿足功能豐富的應用需求。在貿澤電子平臺上，大家可以通過搜索料號MCIMX6X4EVM10AC，在該器件的詳情頁里看到完整介紹。

i.MX 6SoloX ARM處理器采用ArmCortex-A9和Cortex-M4內核打造。其中Cortex-A9內核可運行復雜的OS系統(tǒng)，配合NEON SIMD媒體加速器，以及GPU 2D/3D、攝像頭接口、PiXel處理管道（PXP）等資源，可用于構建應用豐富型系統(tǒng)；Cortex-M4內核則具有實時響應和系統(tǒng)控制功能。因此，綜合來說，該系列處理器能夠用于打造實時響應的應用豐富型系統(tǒng)。

圖5：i.MX 6SoloX ARM 處理器系統(tǒng)框圖

（圖源：NXP）

安全性和高能效是i.MX 6SoloX ARM處理器具備的兩大產品特色。其中，器件的安全資源包括安全消息單元（MU）、多核隔離和共享、資源域控制器（RDC）等；器件內部集成了部分PMU，并由NXP MMPF0100和MMPF0200提供支持。

便攜式帶來功耗挑戰(zhàn)

應用需求不斷豐富加上相關技術持續(xù)提升，使便攜成為了互聯(lián)醫(yī)療設備一個重要的產品特性。隨身攜帶的血壓計、血糖儀，以及可居家使用的呼吸機、心電監(jiān)護儀等設備幾乎都或多或少具備便攜屬性。不過，便攜式也就意味著電池供電，這就給互聯(lián)醫(yī)療設備的續(xù)航能力帶來了挑戰(zhàn)。

在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]來自制造商TI的TLV62569降壓轉換器，大家可以通過搜索料號TLV62569PDDCR在貿澤電子官網找到它。

TLV62569降壓轉換器是TI遠程保健系統(tǒng)方案中的一款產品，是一款同步降壓DC-DC轉換器，經優(yōu)化實現了高效率和緊湊型解決方案。

圖7：TLV62569降壓轉換器系統(tǒng)框圖

（圖源：TI）

在中等負載或重載條件下，TLV62569降壓轉換器在脈寬調制（PWM）模式下工作，開關頻率為1.5MHz；在輕負載條件下，該器件自動進入節(jié)能模式（PSM），從而在整個負載電流范圍內保持高效率；關斷時，電流消耗減少至2μA以下。除了高能效，該器件還提供過流保護、熱關斷保護等保護功能。

互聯(lián)醫(yī)療設備普及的阻礙

在遠程醫(yī)療市場高速增長的情況下，互聯(lián)醫(yī)療設備未來發(fā)展可期。不過，正如世界衛(wèi)生組織提到的，目前正處于數字技術對傳統(tǒng)醫(yī)療革新的時期，市場發(fā)展難免會有這樣那樣的問題。

對于互聯(lián)醫(yī)療設備而言，尤其是應用于居家場景的相關設備，設備空置率高是一個典型的問題。究其根本原因，無外乎兩點，首先是專業(yè)的醫(yī)院對遠程醫(yī)療支持不夠。解放軍總醫(yī)院遠程醫(yī)學中心主任張梅奎教授曾在2019年表示，根據他的觀察，當時全國支持遠程醫(yī)療會診的醫(yī)院不足20%，這就導致設備給出的專業(yè)性數據無法得到有效解讀，測了等于沒測。

其次是設備自身對醫(yī)療大數據的運用不夠醇熟。目前，醫(yī)療大數據平臺面臨著數據海量性、復雜性，以及結果精準性的挑戰(zhàn)，且由于數據用途和診療、監(jiān)護掛鉤，進一步提高了平臺搭建的門檻，使得目前互聯(lián)醫(yī)療設備的很多功能仍需要專業(yè)醫(yī)生的幫助才奏效。

不過，好消息是政策和行業(yè)都認可遠程醫(yī)療的價值，在做積極的推動。在這個過程中，互聯(lián)醫(yī)療設備的易用性也將顯著提升，并借助5G+AI技術的賦能開啟產業(yè)發(fā)展的新篇章。