远程诊断和监控市场正在迅速增长，但问题将伴随增长而存在。
使用各种连接的数字设备的远程医疗的采用为更快速地响应医疗紧急情况以及更一致的监测打开了大门，但它也增加了涉及连接、安全性和功耗的新挑战。
近20年来，远程医疗已经崭露头角，但随着传感器技术的进步和冠状病毒大流行的爆发，远程医疗才真正开始蓬勃发展。病人现在不用坐在候诊室或躺在病床上，他们可以通过视频会议远程与医学专家交谈，还可以通过数字方式转达检测结果或进展情况。
根据美国食品和药物管理局，多种类型的远程服务现在可以显示测试结果，并管理从皮肤状况到处方和紧急护理问题的一切。这些设备可以追踪健康目标、血压、胆固醇，甚至是物理和职业疗法。所有这些都可以全天候远程进行。
“家庭医疗保健可能是智能家居的头号用例，”该公司汽车和物联网细分战略总监Diya Soubra说手臂．“处理大量老年人的最佳方案是让他们在自己家中优雅而有尊严地老去。远程医疗只有通过智能家居设备才有经济上的可行性。智能和联网设备可以通过预测老年人的需求来共同为他们服务。因此，一个由人工智能支持的集体不再需要精通技术的消费者。我们正处于这种以家庭为基础的健康服务的起点，并推出事协议将加速部署。”
与任何新兴技术一样，也存在挑战。医疗设备故障(包括外部和植入)很常见。连接中断也是如此。电源是另一个问题，特别是当设备的功能依赖于电池时，任何断电或连接性能下降都可能影响交换数据的质量。
公司高级产品经理凯西•塔夫托表示:“功率将取决于使用情况西门子EDA的嵌入式软件部。“如果设备是可穿戴设备，那么最低功耗就很重要。其他考虑因素，如低功耗、坚固性、可靠性和易用性对于家庭使用都很重要。由于使用设备的人没有接受过培训，或者最多只接受过很少的设备相关培训，因此它需要健壮、可靠且易于使用。我们还看到了更多潜在的医疗应用，这些设备并非专门用于医疗，而是智能手机或智能手表上的应用。它们有相同的要求，但由于设备本身不是医疗设备，它们将沿着两条线分开——那些是由医疗专业人员参与的治疗/维护的一部分，以及那些更简单地为最终用户提供信息的部分，这是我们今天看到的大部分内容。我看到这两方面正在走到一起。随着这些功能变得足够可靠，它们将与医生可获得的其他数据结合起来，用于监测和诊断。”
安全问题
安全仍然是远程医疗面临的最大挑战之一，也是一个需要持续解决的问题。并不是所有这些设备最初都是安全的，也不是所有设备在整个生命周期内都是安全的。这尤其令人生畏，因为通过入侵获得的数据量以及这些数据的价值正在增长。
针对医院和护理机构的网络攻击现在经常发生。随着连接的医疗设备数量的增加，网络攻击的风险也在增加。除此之外，关于谁拥有从这些联网医疗设备收集的数据的争论仍在继续。数据将存储在哪里，存储多长时间?如果发生勒索软件攻击，谁将对暴露患者健康数据造成的损害负责?
在最近的违规事件发生后，公司通知患者安全漏洞将得到解决，并为他们提供免费的信用监控。但更大的问题是对患者声誉和生计的潜在损害，到目前为止，还不清楚如果发生这种情况，谁应该负责。
“对医疗设备的黑客攻击会产生严重后果，”微软杰出工程师史蒂夫·汉纳(Steve Hanna)说英飞凌科技．“这不仅会损害患者的隐私，比如暴露电子健康记录，而且还可能威胁到患者的健康。更糟糕的是，勒索软件攻击已经发展到影响多方的地步。例如，黑客可以要求医院支付赎金。如果被拒绝，黑客就会找到病人，威胁要在地下出售病人的个人健康信息，索要赎金。重要的是要结合各种因素来保护医疗设备，包括使用安全硬件(执行身份验证的安全芯片、敏感数据的加密和加密密钥的管理)。使用软件来检测恶意软件的存在也很重要。从安全芯片开始设计是重要的第一步。”
需要做的还有很多，包括制定安全和隐私标准。此外，设备需要更新以保持符合这些标准并防止新的攻击，这反过来又为攻击开辟了另一条可能的途径。
“预计大多数边缘设备，包括连接的医疗设备，将是独立的，”Gijs Willemse表示，该公司产品管理高级总监Rambus．“然而，由于它们的界面和接收软件更新的能力，它们很容易受到攻击。安全启动、设备身份验证和安全通信，以及对提供的密钥材料的保护，对于在公共领域运行和/或可能被没收的设备至关重要。这需要硬件信任的根源，并根据应用程序的性能和延迟要求，硬件加速以加密/解密通过其接口传输的数据。这些硬件安全核心应该包括防篡改保护，以防止侧通道和故障注入攻击。”
在不断变化的标准宝库中导航本身就是一个挑战。
西门子的Tufto说:“对于依赖电子/软件功能的家庭医疗设备来说，似乎有两条不同的道路。”“对于一类设备，适用于提供商网络中设备的相同标准和指南将适用(如IEC 62304和ISO 13485)。另一类设备将不是医疗专用的，而是在多功能设备上运行的应用程序。如果这些应用程序被用作个人治疗的输入，同样的正确性和安全性考虑因素仍将适用，因为HIPAA等法律也将适用。在安全性方面，UL2900已经出现，许多医疗设备制造商正在实现符合该标准的安全架构。FDA已经定义了一个称为SaMD(软件作为医疗设备)的概念，并发布了关于如何开发这些应用程序以及如何识别和管理风险的初步指南。这一指导将随着行业的发展而继续增长。”
理解telecare
虽然远程连接医疗保健的概念已经被谈论了很多年，但远程医疗是相对较新的概念。然而，根据市场增长预测，它正在迅速流行起来。经过验证的市场研究到2028年，全球联网医疗设备(包括心率监测器、胰岛素泵和远程监控服务)的市场规模将从2020年的270亿美元增长到1370亿美元。
其中一些是简单的经济学问题。在美国，平均每天住院费用为2,607美元。对于加州和俄勒冈州的患者，这一费用分别为3726美元和3271美元。对于医疗保健提供者和患者来说，有很强的经济动机促使患者在可行的情况下尽快出院。然而，他们仍然需要监测并发症，而远程医疗可以提供24/7的远程患者监测，直到最近还只能在医疗机构内进行。
通过电话、视频和连接的可穿戴医疗设备监测患者的生命体征，通过人工或M2M/物联网接收和分析健康数据，最终为患者和护理人员节省时间和精力。但说起来容易做起来难。建立远程医疗技术基础设施需要时间，其中包括持续的It和网络维护成本。此外，可能没有技术背景的护理人员需要培训如何操作远程护理设备，患者需要学习如何使用在线门户网站和应用程序。收到的大量健康数据需要处理，这增加了另一个负担。
远程患者监护需要许多不同类型的连接可穿戴医疗设备/传感器，例如ECG或EKG监控器、温度监控器、BP袖口和氧饱和度(SpO2)显示器。基于人工智能的设备也越来越多，比如Eko的智能听诊器，它使用算法来检测心脏杂音和心房颤动。与梅奥诊所合作，Eko正在研究一种被称为ECG低射血分数工具(ELEFT)的低射血分数算法，该算法能够检测到心脏泵的衰弱，大约一半的心力衰竭患者都存在这种衰弱，可能表明将发生心脏病发作。
图1:基于人工智能的听诊器使用的算法可以检测心脏杂音和心房颤动(AFib)，其性能与人类专家相当。来源:Eko贸易
远程病人监护(RPM)技术正在不断改进。根据调查由Vivalink进行的最新的移动心脏遥测(MCT)方法比传统的Holter监测更受护理人员的青睐。此外，许多新的RPM应用程序都希望使用MCT。
传统的Holter监测仪是一种小型医疗设备，由心脏病患者佩戴24至48小时。内置的数字记录仪，有5到7个电极连接到患者身上，将记录心脏产生的心电图或ECG信号。
图2:用于RPM应用的移动心脏遥测(MCT)方法。来源:Vivalink
为了简化RPM设计，包括模拟设备和ams-OSRAM AG在内的生物传感器芯片制造商正在推出具有模拟前端(AFE)的芯片，以支持ECG、SpO等多种功能2、光容量描记图(PPG)和生物阻抗(BioZ)，它们能够测量常见的生命体征，包括心率、呼吸频率、血压、氧饱和度水平，甚至心率变异性(HRV)。HRV又名R-R间隔测量每次心跳之间的时间。其中一些芯片功耗非常低，根据测量类型的不同，功耗从微安到毫安不等，电源电压小于2伏。此外，其中一些功能可以在不使用时关闭，以进一步节省电力。模具尺寸可小至1.7mm2，用于可穿戴设备，如耳塞、智能贴片、健身带、智能手表和无袖光学血压测量。
对于低功耗AI应用，Synaptics开发了一款集成了多个传感器的MCU芯片。该芯片包括电容式、电感式、霍尔效应和温度传感。支持触摸+力+接近+温度检测等功能，典型工作模式下仅消耗240µW，休眠模式下仅消耗10µW。
智能设备
这一领域的一大变化涉及AI/ML的加入。
该公司高级安全工程师Boris Cipot表示:“基于医疗设备收集的医疗数据，人工智能系统将能够在大多数情况下推断出建议的操作或指导用户采取下一步措施。Synopsys对此的软件完整性组。“一套智能家庭医疗设备可以在初始阶段提供帮助，确保只有在对时间敏感或需要深入或人工分析的情况下才会联系医生。人工智能驱动的医疗设备中的各种传感器将某些症状与数据库中存储的症状关联起来，使该技术能够推断患者是否迫切需要医疗护理。”
人工智能还为与医疗保健相关的全新商业模式打开了大门。
“医疗设备行业正在采用人工智能技术，它不仅仅是将令人兴奋的新功能和高端功能引入到设备本身，”该公司销售和营销副总裁Dana McCarty说Flex Logix．“这项技术还使制造商能够从新的服务模式中获得回报，制造商不仅可以销售和支持设备，还可以获取经常性的服务收入流，同时加强客户关系。”
这也直接关系到这些设备内部使用的硬件类型。McCarty说:“在选择AI加速器时，无论是IP还是芯片，都有很多因素需要考虑，包括吞吐量、性能、边缘处理、更新模型的灵活性以及功率。”
前景
综上所述，远程护理的未来是光明的，但前面的挑战也是非常现实的。随着新的投资进入医疗保健行业，远程医疗将继续增长和变化。这反过来又将推动医疗设备、传感器、网络、安全、人工智能等领域的创新。
例如，内置智能传感器的服装是一个具有巨大增长潜力的领域。面临的挑战是找到负担得起的纺织材料，以及确保电子传感器密封性和耐洗性的方法。另一个有趣的领域是能量收获在可穿戴的病人监护或植入设备中。如果能从人体的热量或运动中获取能量，并应用于可穿戴设备，就能延长电池寿命。
但在患者隐私、医疗设备及其连接的安全、降低操作成本以及创造消费者易于使用的设备等方面，挑战仍将继续存在。除此之外，保险公司还需要支持远程医疗。
最后，如何处理连接的医疗设备产生的大量数据还存在一些悬而未决的问题。数据是否应该存储，由谁存储，存储多长时间?
这个市场将继续增长，但挑战也将伴随着增长而继续。
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