數(shù)智醫(yī)療,萬物互聯(lián) - TE解決方案助力醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)

  
導(dǎo)讀：2000年，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)以“端到端”的形式逐漸興起。隨著近年來基礎(chǔ)建設(shè)的完善和技術(shù)成本的降低，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)作為一種高效、集約化、標準化的解決方案滲透進了各行各業(yè)。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也扮演了重要的角色。快速發(fā)展的浪潮之中，挑戰(zhàn)無處不在。如何利用適合的解決方案更好地融入物聯(lián)網(wǎng)，也成為了傳統(tǒng)制造商的關(guān)鍵議題。
 
 
從“物聯(lián)網(wǎng)”到“智慧醫(yī)療”
1999年，麻省理工學(xué)院的Ashton教授最早提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念，早期僅指依托射頻識別技術(shù)和設(shè)備，按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，使物品信息實現(xiàn)智能化管理。如今，這一概念已經(jīng)拓展到了通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接的物理事務(wù)網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了感知、傳輸與智能處理的硬件設(shè)備和軟件技術(shù)，包括傳感器、控制器、先進信息通信、云計算、可穿戴設(shè)備等等。隨著針對不同需求和對象的嵌入式設(shè)備種類日益豐富，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)進入了人們生產(chǎn)生活的各個環(huán)節(jié)，由此產(chǎn)生的市場也相當巨大。
 
細分到醫(yī)療領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)中的“物”涵蓋醫(yī)療對象，包括病人、醫(yī)生、護士、醫(yī)療器械、醫(yī)療成本以及醫(yī)療信息等；而“聯(lián)”和“網(wǎng)”則更偏重利用復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來簡化醫(yī)療流程，實現(xiàn)全過程的標準化，注重醫(yī)療對象的自動化、可視化、數(shù)字化和智能化管理，以達到全面提高醫(yī)療質(zhì)量和安全性的目的。可見，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)并不僅僅局限于物物互聯(lián)、信息共享，當前更重要的是通過信息化的手段實現(xiàn)整個系統(tǒng)的精細化、高效化運轉(zhuǎn)，緩解與日俱增的醫(yī)療壓力，提升醫(yī)療服務(wù)的可及性、安全性以及醫(yī)療體驗。
 
經(jīng)過多年的發(fā)展，各國也出現(xiàn)了眾多針對特定需求和應(yīng)用場景的解決方案，比如英特爾公司開發(fā)的用于家庭護理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過將傳感器嵌入鞋、家具以及家用電器中，助力老年人和殘障人士獨立地進行家庭生活，并在必要時由醫(yī)務(wù)人員或社會工作者進行幫助。歐盟框架下由多家研究機構(gòu)共同開發(fā)的腕式遠程醫(yī)療監(jiān)護裝置，可連續(xù)采集并評估多個關(guān)鍵生理參數(shù)，智能輔助及時發(fā)現(xiàn)緊急情況，并利用蜂窩網(wǎng)連接到醫(yī)學(xué)中心管理。意法半導(dǎo)體與Mayo醫(yī)療中心合作開發(fā)的慢性心血管疾病遠程監(jiān)測平臺。可提供完整的非煩擾式監(jiān)測解決方案，近乎靜默地監(jiān)測個人的特定臨床信息和生理參數(shù)并提供治療選擇。種類之多，不勝枚舉。
 
我國醫(yī)療健康行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)藥產(chǎn)品管理、醫(yī)療器械管理、血液管理、遠程醫(yī)療與遠程教育等多個方面，但多數(shù)仍處于發(fā)展初期。近年來，隨著5G通訊和人工智能等先進技術(shù)的快速發(fā)展，基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療體系也在我國進入了高速增長期。據(jù)《2020智慧醫(yī)療發(fā)展研究報告》統(tǒng)計，經(jīng)歷了2020年的疫情，我國智慧醫(yī)療行業(yè)的投資規(guī)模已突破千億，達到1049億元，2021年則達到1259億元。政策層面上，2020年以來，智慧醫(yī)療，醫(yī)療體系信息化、智能化，以及衛(wèi)生健康行業(yè)網(wǎng)等關(guān)鍵詞頻繁出現(xiàn)在政策和規(guī)劃中，足以體現(xiàn)國家的重視，也反映出了我國新醫(yī)療體制改革環(huán)境下，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迫切需求。
 
在此背景之下，百度、騰訊、阿里等國內(nèi)IT巨頭扎堆進軍智慧醫(yī)療領(lǐng)域，傳統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備制造商也迎來了新的挑戰(zhàn)，但同時也是前所未有的、巨大的增長點。廣闊的市場空間吸引著越來越多創(chuàng)投資金的不斷涌入。
 
泰科電子TE Connectivity亮相IOTE^® 2023
本月17-19日，IOTE^® 2023第十九屆國際物聯(lián)網(wǎng)展•上海站于上海世博展覽館成功舉辦，該展由物聯(lián)傳媒創(chuàng)辦于2009年，至今已舉辦十四年，是全球首個專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)展會，同時也已成為國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標。醫(yī)療行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)也是本屆展會的重點議題之一。作為在傳感器、連接器領(lǐng)域擁有70余年經(jīng)驗的供應(yīng)商，泰科電子TE Connectivity攜最新產(chǎn)品參加了本次展會。
   
TE的解決方案廣泛應(yīng)用于電動汽車、航空航天、數(shù)字化工廠和智能家居領(lǐng)域，每年制造的產(chǎn)品數(shù)量達到了2,360億件，醫(yī)療護理領(lǐng)域也是其重要的業(yè)務(wù)之一。過去兩年中，TE先后收購了知名的物聯(lián)網(wǎng)天線公司，Larid外置天線的部分和Linx天線，目前已整合為TE的應(yīng)用解決方案。
   
泰科電子TE Connectivity數(shù)據(jù)與終端設(shè)備事業(yè)部IoT亞太區(qū)銷售負責(zé)人許世瑋先生在主題演講中提到，不管是從成本的角度，還是從能源環(huán)境或者生產(chǎn)效率的角度，物聯(lián)網(wǎng)都可以起到非常大的作用。未來的趨勢必將來自于解決現(xiàn)存的問題。站在用戶的角度來看，現(xiàn)在的需求是非常復(fù)雜的。這也導(dǎo)致了很多的應(yīng)用體驗和成效并不明顯。同時，相比于歐美市場，亞太市場的采用率相當之低，雖然近年來亞太市場的增長非常快，尤其是國內(nèi)，但整體上還存在巨大的差距。
   
“從硬件的部分來看，控制、傳感和聯(lián)網(wǎng)是三大功能核心，可以把控制器作為一個核心大腦，傳感器將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字之后，傳回到云端，通過算法得到結(jié)果，分析之后再交由控制器做出一系列的反應(yīng)。傳感層可能需要一定程度的定制化，但控制的本身可以做到較高程度的標準化。我們發(fā)現(xiàn)在聯(lián)網(wǎng)部分，站在終端的角度看存在著非常多的挑戰(zhàn)。而我們要做的是在這樣的市場中高效地理解用戶的反饋，并通過良好的商業(yè)模式將解決問題的能力傳遞到終端，更好地推動整個生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。” 許世瑋先生介紹說。
 
萬物皆互聯(lián)——醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備小型化趨勢下的設(shè)計解決方案
回到硬件的層面，隨著5G技術(shù)的普及，醫(yī)療服務(wù)向個體的下沉衍生了醫(yī)療設(shè)備的小型化趨勢，比如各類可穿戴設(shè)備、移動醫(yī)療設(shè)備等等，這也是傳統(tǒng)設(shè)備廠商所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
 
在連接器的層面上，TE提供了豐富的連接器選項，以FPC連接器為例，也就是柔性印刷電路板連接器。在整體趨向小型化的環(huán)境下，設(shè)備需要更小的PCB板，F(xiàn)PC可以幫助用戶解決非常重要的空間利用問題。不僅能節(jié)省空間，還能針對小型布線區(qū)域提供解決方案——可以將PCB板裝入更小的腔體中。同時FPC也有助于實現(xiàn)自動化，支持開展大規(guī)模生產(chǎn)。此外，TE所提供的FPC還具有重量輕、傾斜插入、雙觸點等非常適合小型化設(shè)計的特點。
 
另一個很好的例子是USB Type-C連接器，目前已廣泛用作許多設(shè)備的當前接口和下一代接口，這種連接器支持高功率和高傳輸速率，其結(jié)構(gòu)堅固，接口配接可翻轉(zhuǎn)，是日常使用場景中較為友好的接口，支持著許多應(yīng)用。TE擁有廣泛的USB Type-C連接器產(chǎn)品組合。覆蓋普通的高性價比產(chǎn)品、防濺等級產(chǎn)品、IPX8級防水產(chǎn)品，以及具有增強的電路板固定功能的產(chǎn)品，能夠在嚴苛環(huán)境中表現(xiàn)出更好的性能。除此之外，TE還提供了彈簧夾和超小間距板對板連接器等多樣的選項，能夠在各種“刁鉆”的場景中滿足不同的應(yīng)用需求。
 
通常而言，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大多需要搭載多種無線技術(shù)。這也給制造商帶來了另一項挑戰(zhàn)，因為要滿足一定的環(huán)境要求，如防水或耐受高溫、沖擊和振動，為設(shè)備提供可靠、無縫的連接，同時做到堅固耐用、輕量化小型化、延長電池使用壽命以及保障高性能等要求。在實際產(chǎn)品的設(shè)計過程中，天線的選擇常常被忽略，卻成為了眾多產(chǎn)品后期更改設(shè)計、成本增加，最終延遲上市的諸多問題。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，輻射元件不只有天線�；蛘呖梢哉f，整個設(shè)備就是天線。印刷電路板、元件、甚至外殼都是天線的一部分，而設(shè)備的最終性能則取決于所有這些元件的選擇及其設(shè)計方面的考慮。TE為用戶提供了評估板，可以在TE官網(wǎng)上進行申請。以便在設(shè)計的早期階段進行性能研究，了解某種天線在某種PCB尺寸上的性能。
 
針對小型化方案，TE推出了另一項天線技術(shù)——MetaSpan。不同于傳統(tǒng)的天線設(shè)計，它將天線元件分為了左和右兩部分，也就是左右兩側(cè)。這種來源于超材料的設(shè)計的優(yōu)勢在于，它使用電容耦合和電感負載，因而更容易在低頻率下獲得更寬頻帶和更高效率。因此，右手模式和左手模式的組合創(chuàng)造了天線的寬頻帶響應(yīng)。以TE最小的5G天線為例，它涵蓋了從600兆赫茲到7000兆赫茲的所有頻段。即使在較低的頻率上，這種緊湊型天線也具有相當好的性能。另外我們采用了激光直接成型（LDS），得益于此，我們可以利用設(shè)備的外殼，在用戶的PCB已完全沒有空間時，仍可利用外殼，通過LDS技術(shù)創(chuàng)建嚴謹?shù)奶炀�結(jié)構(gòu)。而且，LDS和MetaSpan的搭配能夠進一步節(jié)省空間，同時LDS可以有選擇地進行重復(fù)的三維布圖，有助于節(jié)約成本，加快產(chǎn)品的上市。
 
相較于硬件的設(shè)計，產(chǎn)品的認證則是上市前的另一道“龍門”。一般來說，帶有天線的終端設(shè)備需要通過輻射發(fā)射測試、傳導(dǎo)發(fā)射測試以及射頻暴露測試的監(jiān)管認證。一臺物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備通常集成了一個或多個無線模塊與其他功能，如天線、處理器和軟件、特定應(yīng)用傳感器、電源和電源管理、硬件接口等。以FCC為例，美國市場上的無線模塊均經(jīng)過該批準。在許多情況下，大約85%的FCC批準測試在模塊認證時就已在模塊層面完成，只有約15%的測試可能需要在終端設(shè)備層面完成。因此，應(yīng)當充分利用模塊層面的認證批準，以簡化終端設(shè)備認證過程。在后續(xù)的行業(yè)標準認證和運營商認證中，也應(yīng)當盡可能地如此。TE能夠在這方面為用戶提供完備的咨詢、測試和支持，并利用自身對監(jiān)管要求和行業(yè)技術(shù)標準的深刻理解，幫助用戶優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，滿足不同地區(qū)的不同要求，確保終端設(shè)備通過各級別的認證。
   
供應(yīng)商 vs 服務(wù)商
作為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中至關(guān)重要的一環(huán)，TE也希望為更多的終端和用戶提供能夠直擊痛點的解決方案。正如許世瑋先生所提到的：“我們更希望被認為是一家服務(wù)商，而非單純的元器件供應(yīng)商。同時，TE希望也透過策略性的投資，增加服務(wù)更廣泛客戶的可能性。”