蓝牙技术在医疗电子设备的应用原理和技术实现

斯图曼（Stollmann）公司为医疗和健康数据无线传输的技术专家。其短距离无线蓝牙通讯技术及产品，已被世界知名的家庭医疗器械及康复产品公司所指定采用。斯图曼公司的蓝牙模块BlueMod+P25/HDP，内含HeathDeviceProfile，支持大部分无线医疗及健康产品的应用，可应用的领域包括：血氧计、血压计、体温计、体重秤、血糖仪、心血管活动监控仪、便携式心电图仪等等。。斯图曼为Continua组织成员，可配套提供符合Continua规范的IEEE11073协议软件。

下面就在医疗和健康器械中，如何应用国际标准的无线传输技术的几个问题，谈谈我们的意见。

一、医疗和健康器械的互联互通及Continua组织

目前，医疗和健康器械的数据格式、通讯协议大多为各公司私有的标准，各不相同。这给最终用户带来极大的不便，给医疗和健康应用软件系统的构建带来巨大的困难，也不利于医生共享电子数据节省资源。

为解决兼容性的问题、促进医疗和健康器械行业的更快发展和更广应用，世界上超过230个医疗健康器械生产厂和相关技术公司，成立了一个国际组织Continua，来制定医疗健康器械之间通信的国际标准。Continua组织成员包括GE、Omron、Roche、Panasonic、Philips、Intel、Microsoft、Stollmann等等。

Continua组织选定的数据格式为IEEE11073；并选定蓝牙技术中的Health DeviceProfile（简称HDP）协议，作为无线数据传输的标准。目前在发达国家市场如日本，已有此类符合规范（ContinuaCompliant）的产品出售。未来带通信功能的医疗和健康器械产品，必须符合IEEE11073数据格式，必须带有蓝牙HDP功能，这已成为必然趋势。这种趋势，为生产企业将产品升级换代、在原有市场格局中取得突破提供了新的机会。

二、蓝牙HDP协议和低功耗蓝牙

2.1 蓝牙HDP协议

蓝牙HDP协议是专门为医疗数据的无线传输而定义的。斯图曼公司积极参与了该标准的制定，并且是首批能提供产品级蓝牙HDP技术产品的公司。

蓝牙HDP协议相比一般的蓝牙线缆替代（SPP）协议，有如下优点：

*  应用新的eL2CAP，使数据传输更安全可靠。
      * 增加与频道相关的重传的流控机制，改善了QoS。
      * 允许并行复用频道，例如可由一个医疗设备同时与多个远端的传感器通讯。
      * 时间同步功能。它能提供精度达2ms的时间基准，来同步蓝牙传输网络中的不同节点。这使得所有的传感器可同步到一个共同的时间基准，其提供的生理参数带有相应的时间点的戳记。

2.2 低功耗蓝牙（BLE）

低功耗蓝牙主要应用于医疗和健康传感器网络等电源供给有限的场合。下图为低功耗蓝牙和普通蓝牙的指标比较。

三、IEEE11073数据格式

采用IEEE11073数据格式后，只要是Continua兼容的产品，不同厂家的产品之间数据可互相交换。厂家只要关注自己一端的产品（如血压计），而无需提供系统的另一端的设备（如数据采集处理主机端）。



四、斯图曼的蓝牙HDP和IEEE11073产品

4.1 技术路线

要集成HDP和IEEE11073到医疗和健康器械中，有三种技术路

每一种技术路线都有其优点和缺点。左边第一种方案可减少硬件BOM的成本，但需要很多的研发投入，耗时较长。右边第三种方案硬件BOM成本略高，但可大大减少研发及产品相关认证的成本，能快速把产品推向市场。

4.2 斯图曼BlueMod+P2x/G2/HDP

斯图曼通过BlueMod+P2x/G2硬件平台，加上不同的嵌入式软件组合，支持以上所述的全部三种技术路线。



BlueMod+P25/G2自带板上天线，已通过各种认证。用户易于把它结合进其医疗健康产品的硬件主板设计中，并且无需再过蓝牙国际组织认证。BlueMod+P24/G2需外接天线，适用于医疗健康产品外壳为金属材质的应用。两款蓝牙模块均具有高可靠、可省电管理、高品质的特点。由于自带32位的Cortex3处理器，具强大的运算能力。

4.3 IEEE11073开发包IDK11073a+

该开发包使开发者能在短期内在其医疗健康器械中嵌入IEEE11073 Agent功能。包内包含：

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

五、总结

本文是讨论蓝牙技术在医疗电子设备的应用原理和技术实现的问题，本文提出了四种解决方案，相信能给广大工程师有很好学习的价值。

符合潮流很有价值啊