序言

　　現在，在許多人們最關心的日常事務中，對健康的關心排在了靠前的位置。對健康的關心程度可通過昂貴的保險費用、降低的生產力甚至雇員的調整直接影響到公司的盈虧。然而，對健康關心，與比財務問題相比是個更深層次、更個人化的問題。2/3超過65歲的人需要長期護理，所需長期護理的平均時間超過3年，而絕大多數人在某些程度上都有可能受此影響。因此，隨著人均壽命的持續提高，高質量的長期護理就成為了全世界關注的焦點。

　　通過在病人家中的遠程協助，自動監護系統可幫助增加病人的安全性，改善生活質量。很不幸的，現在大多數監護系統仍然要限制病人的自由行動。然而，新近的無線技術使得病人擺脫醫療器械的束縛，自由行動成為了可能，同時又為護理者提供了更高效的建立護理網絡的方法。這也使得健康工作者在這個過程中監護病人們成為了可能。

　　長期護理

　　長期護理包含了多種改善或維持病人生活質量而設計的服務。當有許多條件可要求長期護理時，高齡是尋求長期護理的第一條件。1900年，美國的人均壽命是49.2歲。到1997年，這一數字已增加到了76.5歲  。另外，1999年10％的人口為

　　老年人（60歲及以上），到2050年，這一數字將會增加到20％  。

　　我們如何在優化病人護士比率的同時增加病人長期護理的安全性、改善其生活質量？對這個問題的地關注在病人、家屬、護理提供者及商業公司中持續增長。2000年，光在美國的救濟所就有平均1，400，000的患者。這些患者的護理要求大相徑庭，18％抱怨護士常駐家中，而10％的患者則生了壓迫性潰瘍（褥瘡）［5］。

　　圖1，人均壽命

　　表1，ZigBee" title="ZigBee">ZigBee技術與其他無線協議的比較

　　ZigBee技術和IEEE® 802.15.4

　　因為長期護理是21世紀的問題，所以我們用21世紀的方案去解決。對于醫療護理者來說，快速、準確訪問患者信息能提高護理質量。醫療對策不僅僅局限于患者床邊，護理質量往往取決于護理器械之外的與臨床醫生實時共享病人生理數據的能力。這意味著臨床醫生可以基于實時臨床實驗研究結果，立即給主治醫師提供反饋，同時還能跟蹤在醫院之外的治療途徑和效果，從而改進以后的治療方法。

　　ZigBee技術被很快證明能有效應用在這些應用中，用于幫助患者擺脫自動監控設備的束縛，獲得更大的自由行動能力。通過提供低成本、低功耗的無線技術，利用網狀網絡，它就能覆蓋大廈和公共機構。ZigBee技術可以配置到許多產品中，以幫助確保對患者更好的的護理和更有效的護理跟蹤。

　　為什么ZigBee能為生命監護提供理想的無線技術

　　一個用于長期護理的ZigBee網絡包含患者監護系統和與監控中心或護理站通信的類似移動設備的網絡組成。無線監控設備負責通過網關反饋數據給監控中心維護數據的服務器。這些數據可被醫生、護士和其他專職護理人員訪問，當有情況改變時提醒他們注意。無線監控也為公共機構出于責任和保險需求的目的提供監護跟蹤。

　　圖2，遠程病人監控系統

　　圖3，MC13224PiP原理圖

　　長期護理患者所需的遠程自動監控系統

　　遠程自動監控系統可分為多種，包括：

　　患者監控

　　行動監控

　　安全監控

　　事件捕捉

　　患者監控系統通常檢查生命跡象，如心跳速率和體溫，或者疾征兆如血壓和血糖等級。ZigBee可以用來傳輸數據到網關，當這些數據中的某個值超出極限時提醒監控人員。自動監控系統甚至可以設計為執行特殊命令。舉個例子：監控血糖等級，根據預設間隔值記錄血糖數據。如果血糖等級超出極限值，就自動注射胰島素。

　　圖4，MC1321x家族結構框圖

　　行動監控系統監控每天的行動。記錄的數據可用來分析變化。從每天的運動或鍛煉中，用加速度傳感器跟蹤運動數據是非常簡單的。這些數據可與從患者身上采集的信息（如心跳速率）作比較，以確定一定量的鍛煉對身體有多少作用。人體行動可以被跟蹤任意長時間，然后與歷史數據相比，以鑒別某種傾向。甚至可以利用行動監測系統來提醒患者做運動，或者提醒護理人員患者是否做了運動。

　　圖5，MCF5223x家族系統框圖

　　安全監測系統以事件提醒或潛在的可能影響患者安全的事件提醒為目標。如：當患者離開監測區域，監護者會收到提醒，并重新定位患者所在區域。

　　事件捕捉系統記錄患者相關事件和監護者響應情況。這是重要的健康護理信息，并能保證事件信息和相應行動能被快速找回并檢查。

　　飛思卡爾使得ZigBee技術能應用于醫療器械

　　飛思卡爾家族的ZigBee技術為醫療監護應用的需求提供了完美的低成本、低功耗、高集成度和高性能的解決方案。這些解決方案中包括了系統級封裝（SiP）的8位MC13213，32位ColdFire® 嵌入式控制器和平臺級封裝（PiP）的32位MC13224解決方案。

　　MC13213 SiP集成了MC9S08GT微控制器（MCU）和MC1320x射頻傳輸器到一個9×9mm的LGA封裝中。MC13213 SiP系統提供了60K flash和4K RAM。通過使用適用于MAC的IEEE 802.15.4或ZigBee協議棧，MC13213 SiP系統就是一個相當好的需要網狀網絡的傳感控制器應用。

　　ColdFire MCF5223x家族包含了一個提供32位控制器和以太網接口的單芯片解決方案。它包括一個10/100快速以太網控制器（FEC）和以太網物理層（EP

　　HY）以及一個V2 ColdFire核心，使得它價位合理并擁有優越的性能。MCF52235嵌入式控制器為設計者提供了集成以太網平臺的合適的外設和儲存器大小，大大縮短了開發時間和成本，幫助產品快速上市。

　　飛思卡爾的第三代MC13224是運用ZigBee技術的醫療應用的理想平臺。它能為減小產品大小和降低產品成本提供關鍵技術改進，這對于穿戴在身上的設備來說尤為重要。高度集成的低功耗設計能使電池的續航能力大大增加，而且只需要一個外接電源和一個50歐姆的天線即可完成此方案。32位ARM7™核心處理器擁有充足的儲存空間，能在單個IC上運行ZigBee協議棧和用戶應用程序。

　　飛思卡爾ZigBee解決方案不只包含了芯片本身而已，而且還包括了軟件、開發工具和參考設計來幫助簡化開發。飛思卡爾的ZigBee適用的BeeStack™和BeeKit™無線工具包提供了配置網絡參數的簡單軟件環境。這個工具使得用戶可以用向導和下拉菜單來幫助它們配置ZigBee網絡參數，而競爭對手的解決方案卻使用戶不得不通過改動代碼來配置網絡參數。

　　同時，像MC13224這樣的PiP解決方案簡化了射頻設計，用戶則可不必有專門的經驗來保證設計的魯棒性和最優性。所以，飛思卡爾已經為客戶在這方面做了許多工作，搜集了許多參考設計，用戶可以拿到它們的BOM、印刷電路板文件和原理圖，并可以通過簡單拷貝參考設計來集成到用戶自己的產品中［6］。提供一個完整的平臺方案可以幫助用戶縮短產品開發時間并快速占領市場。

　　應用實例：RF Technologies ®

　　飛思卡爾的客戶之一，RF Technologies，健康監護方案的先驅。該公司已經基于ZigBee技術開發了許多用于改善健康和患者安全的產品，同時為監護者提供跟蹤和責任。如：Code Alert®公司集成了護理管理方案，其中包括隨身穿戴的緊急掛件式呼叫器，這樣使得患者可以在它們需要幫助時呼叫監護人員。軟件記錄下呼救，同時緊急通知將以文字信息或郵件被發送到系統中的電腦和任一移動設備。當監護人員到達幫助患者時，就可以通過按下呼叫器上的一系列特殊編碼來記錄下事件并給系統一個回應。這能幫助監護人員確定患者已及時得到照料，并且能提供事件響應時間和突發事件場所信息，設備或管理人員就可評估事件責任。

　　RF Technologies采用了ZigBee技術的低成本、高可靠性和低功耗的優點。商務發展副總裁，James Herman說：“ZigBee完美地滿足了我們對數據采集、帶寬和通信的需求。沒有其他規格的產品能提供相同的優點，而ZigBee能在我們用戶的環境下很好地工作。用戶同樣也想要一個這樣的平臺，而且他們對昂貴的并且鎖定單一來源關聯的私有平臺感到厭煩。”

　　總結

　　老年人和長期醫療護理將持續成為我們社會的重要問題。先進的技術能針對需求改善患者的生活質量，而ZigBee無線技術能帶給設計者們新的設計理念。低功耗的無線解決方案可用于患者行動監護和安全監護，ZigBee技術為患者提供了他們所要的更高自由度，同時也提供給監護人員許多重要優勢，包括：

　 高性價比和可升級的網絡以應對緊急響應處理情況下的瓶頸

　實時提示不符合常規醫療慣例的輸液方案，從而消除可預防的不良醫療事故

　有機會改進治療草案

　醫生可在他們的辦公室內遠程訪問患者實時數據

　 實時分析藥物療效

　 實現所有相互連接的醫療器械的網絡化管理

　 實時患者治療能降低成本，改進護理

　通過我們先進的ZigBee技術解決方案，飛思卡爾使用戶能設計出新的產品以幫助用戶快速占領醫療器械市場，并改善需要長期護理的患者的日常生活。