目前市面上出现许多便携式医疗设备,这些设备大多采用无线连接技术,用于传送数据到智能手机或云服务,其中大多采用蓝牙无线传输技术。本文将为您介绍便携式医疗设备的无线连接技术发展趋势,以及由silicon labs所推出的相关凯发app官网登录的解决方案。

便携式医疗设备实现远程门诊护理应用

便携式医疗设备可用于持续监测和跟踪病人的生理状况,像是血压、心跳、血糖等数据,医疗保健专业人员可以通过蓝牙连接到智能手机应用程序,进行远程查看收集的健康数据。医生也可以通过远程门诊护理应用程序访问数据,能够以方便和非侵入性的方式,在急性期后和康复期对病人进行连续监测。病人也可以在家中享受日常生活,而医生可以远程高效、安全地进行医疗诊断、观察和会诊,有效防止疾病的病毒传播。因此采用无线连接技术的便携式和可穿戴医疗设备,对于实现门诊护理服务至关重要。

如血糖仪、连续血糖监测仪、血压监测仪、脉搏血氧仪、胰岛素泵、心脏监测系统等常见的便携式医疗设备,大多选择采用低功耗蓝牙(ble)这种最广泛使用的无线连接技术。不过,为了实现无线设备和应用,必须考虑物联网设备强大的安全性、小尺寸和高能效,以实现准确、安全、长寿命和低成本的运行。常见的ble无线技术可满足所有条件,为设备制造商提供最佳无线凯发app官网登录的解决方案。

无线便携式医疗设备市场正在高速成长

目前世界各国政府正在通过将住院护理部分,转移到更具成本效益的门诊护理服务,以节省昂贵的医院资源来处理急症和重症病例。全球门诊护理服务市场预计每年增长4.8%,到2026年将达到1130亿美元(2018年为770亿美元)。covid-19的大流行加速了这一趋势,因为在世界许多受灾严重的地区,必须迅速释放医院容量,以进行急症护理,因此迫切需要个人蓝牙医疗设备,来实现高效、安全和病人友好的远程医疗服务。

全球医疗保健转型也反映在无线便携式医疗设备市场上,预计到2025年,设备销售额预计将以年均12%的速度增长,总收入将增加170亿美元。许多现有设备制造商和众多新创业公司,都想要在这个高利润行业中获利,这一巨大发展趋势,将使全球市场推出的新型无线便携式医疗设备数量创下历史新高。

便携式医疗设备的安全和隐私问题

现代医疗保健需要更多无线医疗设备,以实现具有成本效益的远程门诊护理服务,这种持续性、需要技术辅助的医疗保健转型,推动了无线医疗设备市场的全球增长。然而,在蓬勃发展的市场和医疗数字化狂潮中,安全和隐私问题很容易被遗忘。

便携式医疗设备可收集、处理和传输私人健康数据,因此设备的安全性便成为最重要的设计考虑因素,必须在各个级别对数据传输进行保护,以保护便携式医疗设备免受到各种复杂的逻辑、物理和无线攻击,以保护病人的隐私。

2020年,美国食品和药物管理局(fda)发布了有关sweyntooth漏洞的警告,潜在的漏洞可能会给支持无线ble的医疗设备带来风险,使这些设备崩溃并停止运行、为未经授权的命令打开访问权限,以及暴露私人信息,这可能会使蓝牙医疗设备的用户面临威胁。鉴于暴露的漏洞数量不断增加,医疗保健行业和设备制造商,必须将无线安全做为产品设计开发的第一要务。

蓝牙医疗设备的安全注意事项

在设计蓝牙医疗设备时,有许多高级安全注意事项需要特别注意,像是必须在软件执行前进行认证,避免黑客插入恶意代码来使设备脱轨以执行错误的软件,还要避免硬件被克隆,因为克隆的片上系统(soc)、模块和伪造的智能手机应用程序,将很容易让黑客通过身份验证过程,从而访问设备和私人数据。

此外,在产品上不要留下开放的端口,因为不受保护的usb端口可以轻松访问内部计算机架构,还需要使用经过安全认证的蓝牙soc,以及通过国际安全认证的产品,例如采用globalplatform.org发布的dtsec保护配置文件,和通过物联网平台安全评估(sesip)。

另一方面,还必须消除差分功率分析(dpa)攻击的机会,攻击者会在芯片组上实施感应回路并监控感应电流和系统功耗,以从大量加密操作样本中收集功率轨迹,并基于泄漏建模来执行数学信号分析功能,以重新生成安全密钥。因此,保护安全密钥便相当重要,其最佳凯发app官网登录的解决方案便是物理不可克隆功能(puf),它可根据单个设备的偏差,创建一个随机且唯一的密钥,puf密钥会对安全密钥存储中的所有密钥进行加密,应用程序可以在保持机密的同时处理这些密钥。

此外,需要执行安全的空中下载(ota)更新,将ota固件更新与信任根和安全加载器相结合,验证更新文件的可信来源,加密整个过程,并通过安全启动保证固件映像未被更改。只要在产品设计与开发过程中,严格遵守上述的安全注意事项,便可以大幅提升蓝牙医疗设备的安全性。

完整的蓝牙安全应用凯发app官网登录的解决方案

silicon labs针对蓝牙应用的需求,推出了相关的凯发app官网登录的解决方案,包括采用secure vault固件的世界上第一款获得arm psa 3级认证的无线soc。并对蓝牙堆栈实施所有标准安全功能,以保护应用免受无线威胁,并以硬件支持mbed tls做为蓝牙应用的可信执行环境,达到芯片级安全性。silicon labs的硬件通过安全启动与信任根和安全加载器、安全ota更新、加密引擎、真随机数生成器和secure vault技术,来实现强大的安全性。

便携式医疗设备的产品使用寿命依据应用差异,包含从产品在仓库储存到销售使用,可以从几天到几个月不等,这使得功率优化更具有挑战性,并且是一个关键的设计考虑因素。silicon labs的efr32 series 2芯片组中的巧妙布局设计,最大限度地降低了待机和活动模式下的总soc功耗(包括mcu和无线电),使用设备适配的钮扣电池,可以实现长达10年以上的运行。它还提供了一种智能方式,可以延长设备在商店销售之前的产品保质期。

此外,高精度也是医疗设备的首要设计考虑因素之一,silicon labs的efr32 series 2硬件上的模拟前端,包括16位模数转换器、12位数模转换器,和精确的片上电压基准,先进的series 2设计可确保模拟外设在蓝牙无线电操作期间按预期执行,使客户能够设计出高精度的医疗产品。

silicon labs推出的efr32bg22c222f352gm32是efr32bg22 series 2系列无线soc之一,包括一个76.8 mhz arm cortex-m33内核,提供充足的处理能力,同时集成的安全功能可提供快速加密、安全启动加载和调试访问控制。该器件包括352 kb闪存和32 kb ram,采用qfn32封装。efr32bg22 series 2系列无线soc可为ble数据传输、定位服务和蓝牙网状网络低功耗节点应用,提供具有高达6 dbm的最大功率输出和-98.9 (1 mbit/s gfsk) dbm的出色接收灵敏度。此外,efr32bg22 series 2 soc使用与efr32bg series 1 soc相同的工具,通过开发套件、软件开发工具包(sdk)、手机app和silicon labs专利的网络分析器,可提供轻松迁移和加速产品上市时间。

结语

现代医疗保健系统将需要许多智能无线设备,以通过安全的门诊护理渠道有效地治疗老龄化人口,蓝牙医疗设备市场对设备制造商和初创公司来说,都是一个巨大的发展机会。silicon labs的蓝牙凯发app官网登录的解决方案,提供强大、不妥协的安全性,则将是开发无线医疗设备的最佳选择。