院內(nèi)生命體征監(jiān)護(hù)儀一般支持下述一種或多種體征的監(jiān)控：ECG、SPO2（血氧）、血壓、呼吸和體溫。以上所列并不全面，但它涵蓋了受監(jiān)控的最常見生命體征。對(duì)于院內(nèi)儀器，儀器本身的每個(gè)監(jiān)護(hù)儀可能都是一個(gè)不同的模塊，各模塊向外連接到病人身體上的一個(gè)分立傳感器或一組傳感器。ECG會(huì)連接到多個(gè)軀干電極，SPO2監(jiān)護(hù)儀會(huì)連接到一個(gè)手指夾，呼吸監(jiān)護(hù)儀可能使用胸部電極，體溫和血壓則將利用溫度計(jì)和腕夾（cuff）分別定期測量。

　　為將這種水平的病人監(jiān)護(hù)移植到院外環(huán)境下的設(shè)備，生物醫(yī)學(xué)工程師需要解決某些問題，包括但不限于：

　　適應(yīng)不同的環(huán)境條件：例如，對(duì)于長期監(jiān)護(hù)，“濕”ECG電極是不切實(shí)際的，應(yīng)采用干電極。干電極會(huì)帶來與信號(hào)完整度有關(guān)的其它問題。

　　精確測量：例如，共模噪聲會(huì)嚴(yán)重影響測量精度。

　　多傳感器連接：監(jiān)控ECG、SPO2和體溫需要多個(gè)傳感器，某些情況下還需要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)可靠的測量。

　　多參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：合并監(jiān)控多個(gè)生命體征。

　　實(shí)時(shí)處理測量到的生命體征：見機(jī)行事以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷。

　　電源管理：保持低功耗。

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控/通信：各種有線和無線通信協(xié)議。

　　病人活動(dòng)能力：對(duì)于快速康復(fù)至關(guān)重要。

　　易于使用：醫(yī)院管理甚少。

　　社會(huì)接受的工業(yè)設(shè)計(jì)：設(shè)備應(yīng)獲得社會(huì)的接受。

　　可靠性：遠(yuǎn)程監(jiān)控要求設(shè)備能夠正常連接和工作。

　　低成本：必不可少的要求。有些設(shè)備只需要考慮上述的少數(shù)幾個(gè)要求，而有些設(shè)備則要受所有要求的影響。

　　解決之道

　　工程師該如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)呢？具體做法說明如下：

　　` 適應(yīng)環(huán)境以及實(shí)時(shí)處理測量到的生命體征

　　開發(fā)創(chuàng)新的信號(hào)后處理技術(shù)，例如，利用算法來幫助消除病人運(yùn)動(dòng)造成的噪聲偽像或電極連接不良引起的信號(hào)完整性喪失問題。為了實(shí)現(xiàn)本地/遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)診斷，應(yīng)當(dāng)在本地解決基線漂移等噪聲偽像。

　　` 精確的測量、多參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、病人活動(dòng)能力、可靠性和電源管理

　　模擬和數(shù)字信號(hào)處理元件的集成打開了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的大門，有助于減少系統(tǒng)面積、噪聲、功耗和成本。此外，由于系統(tǒng)元件數(shù)量減少，可靠性得以提高，庫存管理等無形成本同時(shí)降低。

　　` 多傳感器連接

　　這是一個(gè)十分棘手的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵S多必須監(jiān)控的生命體征在人體上的分布相距較遠(yuǎn)，例如：ECG監(jiān)控在胸部，SPO2監(jiān)控在前額或手指，體溫監(jiān)控在耳部或腋下。通過身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的無線傳感器將有助于消除替代有線網(wǎng)絡(luò)。集成電極和傳感器的創(chuàng)新服裝也在努力解決這一難題。

　　` 遠(yuǎn)程監(jiān)控/通信

　　無線技術(shù)的最新創(chuàng)新成果可確保遠(yuǎn)程通信有效進(jìn)行。Bluetooth Low Energy、WiFi和Zigbee是其中已經(jīng)付諸實(shí)施的幾項(xiàng)協(xié)議。

　　最初的步伐包括系統(tǒng)集成和微型化。這些年來，各種形式的消費(fèi)電子產(chǎn)品（如手機(jī)等）都經(jīng)歷了這一過程，現(xiàn)在終于輪到了醫(yī)療保健設(shè)備。

　　為了解決功耗、移動(dòng)性和工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的問題，需要從頭開始重新設(shè)計(jì)醫(yī)療儀器的電子電路。如前所述，有許多方面需要考慮，但關(guān)注的重點(diǎn)是在保證受監(jiān)控生命體征的測量完整度的同時(shí)，降低系統(tǒng)功耗、尺寸和成本。

　　ADI公司的ECG模擬前端（AFE）子系統(tǒng)ADAS1000是一個(gè)很好的例子，它解決了一部分挑戰(zhàn)。以前需要利用50個(gè)有源器件和大量分立器件才能實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在只需要ADAS1000一個(gè)芯片就能實(shí)現(xiàn)。ADAS1000 AFE子系統(tǒng)集成了下列電路和功能：5個(gè)ECG采集通道；右腿驅(qū)動(dòng)；ECG電纜屏蔽驅(qū)動(dòng)；起搏器脈搏檢測（片內(nèi)算法）；呼吸測量（胸阻抗）；基準(zhǔn)電壓源和電源管理；系統(tǒng)校準(zhǔn)；以及數(shù)字濾波器。

　　諸如ADAS1000 AFE子系統(tǒng)之類的器件清楚地說明，技術(shù)創(chuàng)新如何實(shí)現(xiàn)有效且得力的遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)，以及幫助醫(yī)療保健行業(yè)跨越日益加寬的鴻溝。最終目標(biāo)是讓病人和醫(yī)生相信，創(chuàng)新技術(shù)能夠像院內(nèi)技術(shù)一樣精準(zhǔn)地幫助病人。下一代IC結(jié)合新的設(shè)備設(shè)計(jì)，將有助于業(yè)界實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。