無線連接定義了我們?nèi)粘Ｋ蕾嚨脑S多技術(shù)的用戶體驗，無論我們是通過家庭辦公室登錄工作、從喜愛的流媒體平臺分享內(nèi)容，還是在超市結(jié)賬時刷手機。醫(yī)療行業(yè)也不例外，每年都會在無線醫(yī)療設(shè)備上投入數(shù)十億美元，這些設(shè)備執(zhí)行著患者監(jiān)測、輸液和診斷等關(guān)鍵臨床功能。

醫(yī)療領(lǐng)域本質(zhì)上較為保守。然而，它在設(shè)計無線解決方案以滿足各種使用場景方面表現(xiàn)出色，從新生兒生命體征監(jiān)測到日益增長的老年人口對可穿戴和植入式設(shè)備的需求。這些成果在提高患者護理質(zhì)量方面令人矚目。然而，將藍牙或Wi-Fi組件嵌入設(shè)備中以準確跟蹤血糖水平或安全地將實時患者健康數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶o理站，是一項復(fù)雜的任務(wù)，需要設(shè)備制造商可能不具備的核心無線工程專業(yè)知識。

這種專業(yè)知識的缺乏可能導(dǎo)致制造商在將無線設(shè)備從實驗室概念推向批量生產(chǎn)線時，無意中忽視了對設(shè)備的充分測試。這種疏忽可能導(dǎo)致設(shè)備性能不佳，患者可能會遇到連接不良和臨床通知延遲的問題。在最壞的情況下，設(shè)備可能會失效，這對制造商來說可能引發(fā)產(chǎn)品召回、合規(guī)違規(guī)和客戶信任的流失。

隨著采用率的上升，無線技術(shù)格局變得越來越復(fù)雜，從離散且相對簡單的電子組件發(fā)展到高度集成的模塊，這些模塊集成了多種無線協(xié)議，如5G蜂窩、Wi-Fi和藍牙低功耗。

Khushboo Kalyani是LitePoint負責(zé)無線連接和蜂窩測試系統(tǒng)的產(chǎn)品經(jīng)理。她回答了一系列醫(yī)療設(shè)備制造商在準備無線產(chǎn)品測試平臺時應(yīng)提出的問題。

Q1：哪種無線技術(shù)最適合我的產(chǎn)品?

選擇取決于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量、傳輸速度和距離。需要傳輸大量數(shù)據(jù)且要求可靠、持續(xù)連接的醫(yī)療設(shè)備可能更適合使用Wi-Fi。這些設(shè)備包括胰島素泵和監(jiān)測血壓和心率的設(shè)備。其他設(shè)備，如血糖監(jiān)測儀和脈搏血氧儀，每天只傳輸少量數(shù)據(jù)幾次，可能更適合使用藍牙。

成本是另一個重要的考慮因素，藍牙模塊通常比Wi-Fi或蜂窩模塊對物料清單預(yù)算的增加更少。設(shè)計師還應(yīng)熟悉可能影響其連接性決策的合規(guī)和監(jiān)管要求。

Q2：無線測試的不同階段及其區(qū)別是什么?

在研發(fā)和設(shè)計驗證測試階段，重點通常在于驗證基本的射頻(RF)參數(shù)。這些參數(shù)包括不同工作頻段下的輸出功率、接收靈敏度和誤差矢量幅度。

在質(zhì)量和保證測試階段，重點轉(zhuǎn)向用戶體驗。這包括在不同實際使用場景下驗證性能，并進行共存和空中(OTA)干擾測試，以確定產(chǎn)品在現(xiàn)場的表現(xiàn)。重要的是要測試完整的參數(shù)性能，而不僅僅依賴于通過/失敗測試，這些測試只能指示設(shè)備是否功能正常。

生產(chǎn)測試需要在質(zhì)量和成本經(jīng)濟性之間取得最佳平衡。這意味著要檢查設(shè)備的最低功能性能，然后同時測試多個設(shè)備以降低測試成本并加快上市時間。

這些不同的測試階段有兩個共同點。第一個是能夠從實驗室擴展到制造的硬件測試設(shè)備。第二個是用戶友好且先進的自動化軟件工具，該工具可以減少射頻測試開銷，以最小化測試套件開發(fā)和執(zhí)行時間。

Q3：全面測試無線性能的最佳方法是什么?

隨著產(chǎn)品開發(fā)周期的推進，測試的內(nèi)容和方式會有所不同。例如，在設(shè)計新產(chǎn)品時，重要的是要單獨測量射頻收發(fā)器的性能，以確保其符合設(shè)計規(guī)范。一旦設(shè)備得到驗證，就必須對其進行整體測試。實際場景測試包括連接設(shè)備天線和外殼，以確保最終的硬件和軟件不會影響無線性能。

Q4：測試能否幫助確保患者數(shù)據(jù)的準確性?

醫(yī)院和家庭環(huán)境可能是射頻信號密集的場所，多個設(shè)備在相似頻率下運行。干擾可能導(dǎo)致信號丟失、數(shù)據(jù)損壞或傳輸不完整。即使是一小部分丟失或失真的數(shù)據(jù)也可能損害臨床決策的可靠性。

干擾測試可以測量設(shè)備靈敏度、誤包率(PER)和誤碼率(BER)，以指示在不同條件下傳輸被破壞的頻率。一些吞吐量測試還可以通過測量無線網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速率來識別設(shè)計缺陷。

Q5：我應(yīng)該使用現(xiàn)成的射頻模塊還是設(shè)計芯片組技術(shù)?

當(dāng)你購買現(xiàn)成的模塊時，通常無法訪問無線芯片組和測試控制。這意味著你需要使用模塊供應(yīng)商提供的命令、編寫自己的軟件或依賴像LitePoint這樣的測試供應(yīng)商，后者有預(yù)先設(shè)定的測試方法來快速驗證性能。

選擇取決于兩個因素：

上市時間

現(xiàn)成的模塊可能很昂貴，但通常會縮短開發(fā)時間，因為它們已經(jīng)預(yù)先認證和校準。這通常消除了與監(jiān)管實驗室合作進行合規(guī)測試的時間。另一方面，委托芯片組設(shè)計意味著需要與芯片組供應(yīng)商廣泛合作，以確保其無縫集成到你的產(chǎn)品中。這可能是一個復(fù)雜且耗時的過程，會增加設(shè)計過程的開銷。

外形尺寸

基于芯片組的設(shè)計通過適應(yīng)更小、更緊湊的設(shè)計，比現(xiàn)成的模塊提供更好的最終設(shè)備外形尺寸控制。

無論你是設(shè)計自己的芯片組還是購買現(xiàn)成的模塊，LitePoint都通過IQfact+工具提供自動化軟件，該工具支持一系列芯片組特定的測試包，并可以開箱即用。

Q6：當(dāng)我轉(zhuǎn)向大批量設(shè)備生產(chǎn)時，是否有額外的測試考慮因素?

許多醫(yī)療設(shè)備的銷量達到數(shù)十萬甚至數(shù)百萬臺，因此擴展測試能力是準確確定設(shè)備良率的重要步驟。同樣重要的是，設(shè)計師要確保他們不會錯誤地淘汰好的設(shè)備或通過不良設(shè)備。不準確的測試與沒有測試一樣有害。

Q7：設(shè)備制造商如何更好地管理測試成本?

如果制造量很大且測試成本不斷上升，你應(yīng)該考慮進行測試成本分析，包括單次測試和多次測試選項。這可以通過確定測試一個設(shè)備所需時間占整體資本設(shè)備成本的比例，以及與同時測試多個設(shè)備所需時間的比較，來幫助制造商降低成本并加快上市時間。

Q8：在開發(fā)過程中，你希望醫(yī)療設(shè)備制造商記住什么?

顯然，醫(yī)療界致力于發(fā)現(xiàn)和提供無線設(shè)備技術(shù)以改善患者預(yù)后。LitePoint在過去25年多的時間里，通過將硬件和軟件測試自動化工具組合應(yīng)用于各種應(yīng)用，幫助了數(shù)百名客戶成功推出無線產(chǎn)品。如果我能分享一條建議，那就是準確、可重復(fù)、可擴展的測試是實現(xiàn)最高水平護理的關(guān)鍵步驟。