數智醫(yī)療,萬物互聯(lián) - TE解決方案助力醫(yī)療物聯(lián)網生態(tài)

  
導讀：2000年，物聯(lián)網行業(yè)以“端到端”的形式逐漸興起。隨著近年來基礎建設的完善和技術成本的降低，物聯(lián)網已經作為一種高效、集約化、標準化的解決方案滲透進了各行各業(yè)。在醫(yī)療健康領域，物聯(lián)網技術的應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，也成為了傳統(tǒng)制造商的關鍵議題。
 
 
從“物聯(lián)網”到“智慧醫(yī)療”
1999年，麻省理工學院的Ashton教授最早提出了“物聯(lián)網”概念，早期僅指依托射頻識別技術和設備，按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網結合，使物品信息實現智能化管理。如今，這一概念已經拓展到了通過互聯(lián)網相互連接的物理事務網絡，涵蓋了感知、傳輸與智能處理的硬件設備和軟件技術，包括傳感器、控制器、先進信息通信、云計算、可穿戴設備等等。隨著針對不同需求和對象的嵌入式設備種類日益豐富，物聯(lián)網應用已經進入了人們生產生活的各個環(huán)節(jié)，由此產生的市場也相當巨大。
 
細分到醫(yī)療領域，物聯(lián)網中的“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”則更偏重利用復雜的互聯(lián)網技術來簡化醫(yī)療流程，實現全過程的標準化，注重醫(yī)療對象的自動化、可視化、數字化和智能化管理，以達到全面提高醫(yī)療質量和安全性的目的�？梢姡�醫(yī)療物聯(lián)網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整個系統(tǒng)的精細化、高效化運轉，緩解與日俱增的醫(yī)療壓力，提升醫(yī)療服務的可及性、安全性以及醫(yī)療體驗。
 
經過多年的發(fā)展，各國也出現了眾多針對特定需求和應用場景的解決方案，比如英特爾公司開發(fā)的用于家庭護理的無線傳感器網絡系統(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)務人員或社會工作者進行幫助。歐盟框架下由多家研究機構共同開發(fā)的腕式遠程醫(yī)療監(jiān)護裝置，可連續(xù)采集并評估多個關鍵生理參數，智能輔助及時發(fā)現緊急情況，并利用蜂窩網連接到醫(yī)學中心管理。意法半導體與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�？商峁┩暾�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)網的應用主要體現在醫(yī)療服務、醫(yī)藥產品管理、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的快速發(fā)展，基于醫(yī)療物聯(lián)網的智慧醫(yī)療體系也在我國進入了高速增長期。據《2020智慧醫(yī)療發(fā)展研究報告》統(tǒng)計，經歷了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)網等關鍵詞頻繁出現在政策和規(guī)劃中，足以體現國家的重視，也反映出了我國新醫(yī)療體制改革環(huán)境下，對物聯(lián)網技術的迫切需求。
 
在此背景之下，百度、騰訊、阿里等國內IT巨頭扎堆進軍智慧醫(yī)療領域，傳統(tǒng)的醫(yī)療設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)網展會，同時也已成為國內物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的風向標。醫(yī)療行業(yè)的物聯(lián)網應也是本屆展會的重點議題之一。作為在傳感器、連接器領域擁有70余年經驗的供應商，泰科電子TE Connectivity攜最新產品參加了本次展會。
   
TE的解決方案廣泛應用于電動汽車、航空航天、數字化工廠和智能家居領域，每年制造的產品數量達到了2,360億件，醫(yī)療護理領域也是其重要的業(yè)務之一。過去兩年中，TE先后收購了知名的物聯(lián)網天線公司，Larid外置天線的部分和Linx天線，目前已整合為TE的應用解決方案。
   
泰科電子TE Connectivity數據與終端設備事業(yè)部IoT亞太區(qū)銷售負責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)境或者生產效率的角度，物聯(lián)網都可以起到非常大的作用。未來的趨勢必將來自于解決現存的問題。站在用戶的角度來看，現在的需求是非常復雜的。這也導致了很多的應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�？�，尤其是國內，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據轉化成數字之后，傳回到云端，通過算法得到結果，分析之后再交由控制器做出一系列的反應。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)現在聯(lián)網部分，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)網設備小型化趨勢下的設計解決方案
回到硬件的層面，隨著5G技術的普及，醫(yī)療服務向個體的下沉衍生了醫(yī)療設備的小型化趨勢，比如各類可穿戴設備、移動醫(yī)療設備等等，這也是傳統(tǒng)設備廠商所面臨的關鍵挑戰(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，設備需要更小的PCB板，FPC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也有助于實現自動化，支持開展大規(guī)模生產。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，其結構堅固，接口配接可翻轉，是日常使用場景中較為友好的接口，支持著許多應用。TE擁有廣泛的USB Type-C連接器產品組合。覆蓋普通的高性價比產品、防濺等級產品、IPX8級防水產品，以及具有增強的電路板固定功能的產品，能夠在嚴苛環(huán)境中表現出更好的性能。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用需求。
 
通常而言，物聯(lián)網設備大多需要搭載多種無線技術。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。在實際產品的設計過程中，天線的選擇常常被忽略，卻成為了眾多產品后期更改設計、成本增加，最終延遲上市的諸多問題。在物聯(lián)網設備中，輻射元件不只有天線。或者可以說，整個設備就是天線。印刷電路板、元件、甚至外殼都是天線的一部分，而設備的最終性能則取決于所有這些元件的選擇及其設計方面的考慮。TE為用戶提供了評估板，可以在TE官網上進行申請。以便在設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——MetaSpan。不同于傳統(tǒng)的天線設計，它將天線元件分為了左和右兩部分，也就是左右兩側。這種來源于超材料的設計的優(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。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技術創(chuàng)建嚴謹的天線結構。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的三維布圖，有助于節(jié)約成本，加快產品的上市。
 
相較于硬件的設計，產品的認證則是上市前的另一道“龍門”。一般來說，帶有天線的終端設備需要通過輻射發(fā)射測試、傳導發(fā)射測試以及射頻暴露測試的監(jiān)管認證。一臺物聯(lián)網終端設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備層面完成。因此，應當充分利用模塊層面的認證批準，以簡化終端設備認證過程。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)技術標準的深刻理解，幫助用戶優(yōu)化產品設計，滿足不同地區(qū)的不同要求，確保終端設備通過各級別的認證。
   
供應商 vs 服務商
作為醫(yī)療物聯(lián)網生態(tài)中至關重要的一環(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商，而非單純的元器件供應商。同時，TE希望也透過策略性的投資，增加服務更廣泛客戶的可能性。”