【技术干货】医疗保健可穿戴设备提升老年人的医疗照护质量

世界各国经常面对着人口老龄化的问题，而老年人正是经常需要去医院看病的主要族群，这对各国政府都带来承重的负担。不过，大多数的疾病患者都不爱去医院看医生，或是从自己的家中住宅搬到老年护理机构，因为除了搬出长期居住的家中会感到不便之外，此外，患者会失去独立性、感到无聊、孤独或担心被遗忘等因素，都是抵制搬去老年护理机构的常见原因。

虽然没有什么方法可以逆转时间的流逝和衰老的过程，但科技提供越来越多的方法，协助人们在某些情况下远离医院和老年护理，医疗保健服务的提供就已经转变为越来越依赖技术和数据主导，以便远离医院或医生诊所的“虚拟”护理。不过，虽然疫情大流行可能加速了技术的采用，但应用的一个重大障碍是许多老年人不信任或根本不了解技术，从而使其难以实际施行。

依据皮尤研究中心（Pew Research）最近的一项研究显示，虽然过去10年中65岁以上的人对科技的使用显着增长，但如今该年龄段的美国人中仍然只有61%拥有智能手机，而只有75%的人是互联网用户。与18至29岁的人在智能手机拥有率（96%）和互联网使用率（99%）相比，普及率仍然偏低。就可穿戴设备而言，美国老年人的采用比例甚至更低，根据Statista的数据，到2021年，55岁以上的人中只有19%拥有此类设备。展望未来，必须逐步增加老年人在技术解决方案的采用，以帮助老年人留在自己的家中，或帮助老年护理机构在人员短缺的情况下提供更有效的护理。

虽然蓝牙低功耗功耗仍然是联网可穿戴设备最流行的无线技术，但蜂窝物联网在健康相关可穿戴设备中越来越受欢迎，因为它消除了中间连接需求，就佩戴者而言，无需智能手机或网关，无需干预即可实现持续监控。对于老年人来说，这意义重大，其无需配对、无需智能手机、无需记住Wi-Fi网络密码，只需将数据可靠、安全地发送到云端即可。

由于老年人在使用新技术时较具有挑战性，这些可穿戴设备必须考虑到易用性，必须让使用者简易操作，而不需要在手机上找到应用程序或尝试记住用户名和密码。这一点尤其重要，因为对于失踪或受伤的人员来说，时间至关重要。

令人放心的是，对于关系到生死存亡的应用，LTE-M和NB-IoT低功耗蜂窝物联网提供了可靠和安全连接的黄金标准。从覆盖范围来看，运营商已经在全球范围内推出了与手机网络相同的全国覆盖网络。这意味着大多数工业化国家以及越来越多的发展中国家，都提供了无处不在的NB-IoT和/或LTE-M覆盖。

蜂窝物联网也是最安全的通信技术，其内置安全功能是3GPP标准的一部分。额外的安全性还可以应用于提供安全设计产品开发流程的芯片级器件。例如，Nordic的nRF9160低功耗SiP集成了LTE-M/NB-IoT调制解调器，利用Arm TrustZone和Arm CryptoCell的附加安全层，来实现互联网级加密和应用程序保护。这种级别的安全性让开发人员和消费者都感到放心，特别是在医疗可穿戴设备处理和传输潜在敏感个人信息方面。

当前已经有许多公司开发出基于蜂窝物联网的老年人健康监测可穿戴设备，可用于跟踪和监测患有阿尔茨海默氏症、痴呆症或自闭症的个人，可应用于老年护理机构或独立生活的个人。这些可穿戴设备支持LTE-M连接和GNSS定位，可在佩戴者失踪时向家人、朋友或护理人员报告佩戴者的位置，还集成了加速度计，可检测佩戴者是否可能跌倒。

此外，也有一些采用云蜂窝物联网连接的健康可穿戴设备，可以连续监控和记录一系列关键健康指标，这些设备可集成脉搏血氧计、温度和惯性测量单元（IMU）传感器来确定心率、血氧、血压和体温生命体征，甚至还包括ECG传感器来记录心跳和节律，以及提供GPS定位和跌倒检测功能。

可穿戴设备还可更进一步将蜂窝物联网和蓝牙低功耗连接集成到其新型医疗保健可穿戴设备中，可以满足远程医疗保健／远程护理解决方案，以及多功能设备的双重用途，佩戴者可以连接到他们的智能手机，并做为智能手表，用于活动记录、不活动警报、睡眠监测和跌倒检测。

这些功能可以通过Nordic的nRF52832来提供蓝牙低功耗连接，支持从智能手机到可穿戴设备的呼叫和通知中继等功能，并还支持蓝牙低功耗信标配置文件，允许连接信标配件以进行室内位置跟踪。

由Nordic推出的nRF9160是采用低功耗系统级封装（SiP），集成LTE-M/NB-IoT调制解调器和GPS，这是一款外形紧凑、高度集成的系统级封装（SiP），它使最新的低功耗LTE技术和先进的处理和安全存取能力，且易于使用并适用于各种单设备低功耗蜂窝物联网（cIoT）设计。

nRF9160内置Arm Cortex-M33应用专属处理器、全LTE调制解调器、射频前端（RFFE）和电源管理系统。nRF9160是市场领先的具备紧凑、完整、节能优势的蜂窝物联网解决方案。nRF9160集成调制解调器可支持LTE-M和NB-IoT，可以在全球范围内运行，无需任何区域特制版。包括eDRX和PSM在内的所有节能特性都支持IPv4/IPv6，支持传输和安全（TCP/TLS）等级，并可通过安全、加密的固件无线更新（FOTA）进行调制解调器固件升级。

nRF9160内置的Arm Cortex-M33应用处理器配备1 MB闪存和256 KB RAM，从而使得高级应用开发在单个设备解决方案中成为可能，并集成GPS接收器，提供各种操作模式，以适应各种使用位置跟踪功能的应用。nRF9160还内置丰富的通用接口和外设选择，包括12位ADC、RTC、SPI、I²C、I²S、UARTE、PDM和PWM。

nRF9160使用Arm TrustZone技术进行隔离以及保护固件与包括内存和外设在内的硬件的安全，其安全性领先于同类产品。Arm TrustZone帮助构建可靠、安全的物联网应用，这种具有安全启动、可信任的固件更新和信任根的执行等特点，而且不会影响性能。

nRF9160支持Arm CryptoCell通过提供密码算法和安全资源来帮助保护您的物联网应用免受各种攻击威胁，进一步增强了安全性。CryptoCell专为功率受限器件优化的高性能密码解决方案而设计。nRF9160同时支持SIM和eSIM卡，以用于与移动网络运营商的连接和认证。

nRF9160硬件和开发套件正在量产中，适用于完整的端到端传感器到云端开发，Nordic仍在开发新功能及优化性能中。nRF9160支持LTE波段B1、B2、B3、B4、B5、B8、B12、B13、B14、B17、B18、B19、B20、B25、B26、B28和B66，并已获得认证。

Nordic另一款nRF52832系统级芯片（SoC），是一款支持蓝牙低功耗、蓝牙Mesh和NFC的多功能蓝牙5.4 SoC，nRF52832是一款通用的多协议SoC，它满足了需要高级蓝牙®低能耗功能、协议并发性和丰富外围设备和功能集的应用挑战。此外，它为闪存和RAM提供了大量内存空间。

nRF52832采用具有完全协议并发能力的多协议。它支持蓝牙低功耗，包括2 Mbps高传输速度。蓝牙Mesh可以与蓝牙低功耗同时运行，使智能手机能够配网、入网、配置和控制Mesh节点。还支持NFC、ANT和2.4 GHz专有协议。

nRF52832基于带有浮点单元的Arm® Cortex™-M4 CPU，主频为64 MHz。内置NFC-A标签用于简化的配对和支付解决方案。它有许多数字外设和接口，如用于数字麦克风和音频的PDM和I2S，并通过精密的片上自适应电源管理系统，实现了极低的功耗。