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可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

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關(guān)鍵詞: 可穿戴醫(yī)療設(shè)備,大數(shù)據(jù),生物醫(yī)學(xué)傳感器

      近年來,隨著人口老齡化進(jìn)程的加快,許多慢性疾病在人群中呈現(xiàn)年輕化的趨勢,人們的健康要求和保健意識(shí)與日俱增 ,這一切直接或間接推動(dòng)了醫(yī)療模式從以癥狀治療為中心轉(zhuǎn)向以預(yù)防為主、早診斷、早治療的模式轉(zhuǎn)變。醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展也從復(fù)雜的、應(yīng)用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)的大型設(shè)備,轉(zhuǎn)向既能適用于醫(yī)院又符合家庭和個(gè)人需求的小型穿戴式,甚至是片狀植入式。除此之外,某些特殊行業(yè)和領(lǐng)域,如深水作業(yè)、運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和航空航天等對可穿戴醫(yī)療設(shè)備也有著迫切和廣泛的使用需求。為了滿足大眾群體和相關(guān)行業(yè)的此種需求,國內(nèi)外的很多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在加大對可穿戴醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)力度和投資,已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)與研究成果。隨著Google glass、Jawbone up、Fitbit flex以及Galaxy gear等“明星效應(yīng)”的擴(kuò)散(圖1),可穿戴醫(yī)療于2013年一舉成名,并成為2014年最值得關(guān)注的行業(yè)之一。

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

      圖1 各種可穿戴設(shè)備

      Fig.1 Various wearable devices

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備將為醫(yī)療器械行業(yè)帶來一場顛覆式革命(微型化—便攜化—可穿戴化),不僅可以隨時(shí)隨地監(jiān)測血壓、血糖、心率、體溫、血氧含量、呼吸頻率等人體的健康指標(biāo),還可以用于多種疾病的治療,如電離子透入貼片可以治療頭痛,智能眼鏡有助于老年癡呆癥患者喚起容易忘記的人和事,Google glass可對外科手術(shù)進(jìn)行全程直播等。可穿戴醫(yī)療設(shè)備現(xiàn)階段主要應(yīng)用于生理參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測,對掌握許多慢性病患者,如糖尿病、心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、高血壓患者全面的身體情況尤為關(guān)鍵,其血糖、血壓、血氧、心率的示值準(zhǔn)確與否對改善病情,維護(hù)生命安全至關(guān)重要。目前可穿戴醫(yī)療設(shè)備的監(jiān)督管理基本屬于空白,由于其在使用佩戴的過程中頻繁使用,經(jīng)常受到各種震蕩,摩擦,敲打,使它受到磨損,變形等,其量值就會(huì)變化,從而損失精度,產(chǎn)生超差現(xiàn)象。根據(jù)iiMedia Research數(shù)據(jù),2012 年中國可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場規(guī)模為4.2億元,預(yù)計(jì)到2015年這一市場將達(dá)到12億元,2017年將達(dá)到47.7億元,年復(fù)合增長率達(dá)60%,其市場規(guī)模的擴(kuò)大帶來了巨大的計(jì)量測試需求,迫切需要開展其相關(guān)計(jì)量測試方法的研究,研制適合于可穿戴醫(yī)療設(shè)備的檢定裝置,制定其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程/校準(zhǔn)規(guī)范,從而保證其量值準(zhǔn)確一致,正確可靠。

      1 可穿戴醫(yī)療設(shè)備概述

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備(Wearable Medical Devices)可將生命體征信號檢測技術(shù)融合在日常穿戴的飾品、衣物當(dāng)中,具有操作便捷、連續(xù)不間斷工作、智能顯示監(jiān)測結(jié)果、異常生理信號報(bào)警及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c(diǎn),廣泛應(yīng)用于慢性疾病監(jiān)護(hù)、特殊人群監(jiān)護(hù)、應(yīng)急救治救護(hù)、家庭綜合診斷、睡眠質(zhì)量分析等方面。目前所涉及的研究方向主要包括:機(jī)體適應(yīng)性研究、生物醫(yī)學(xué)傳感器設(shè)計(jì)、多種傳感器數(shù)據(jù)融合、系統(tǒng)優(yōu)化、軀域傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、電池壽命延長、無線

      實(shí)時(shí)傳輸以及系統(tǒng)安全和可靠性提高等。目前可穿戴醫(yī)療設(shè)備的載體大致可分為兩類:一類是人體隨身物品,如指環(huán)、腕表和手套等;另一類是電子織
    物(e-textile),前者的優(yōu)勢在于移動(dòng)操作、易于便攜,后者則在于可以同時(shí)監(jiān)測多種類型的生命體征信號。將這兩者結(jié)合,就組成了一套完整的可穿戴醫(yī)療設(shè)備。

      2 可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)

      可穿戴設(shè)備主要是通過各種生物醫(yī)學(xué)傳感器來進(jìn)行監(jiān)測的,分為運(yùn)動(dòng)傳感器、生物傳感器和環(huán)境傳感器。生物醫(yī)學(xué)傳感器是指可將各種生命體征信號轉(zhuǎn)換為醫(yī)療儀器可用的電生理信號(電信號比較適合傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和定量運(yùn)算)的元件或模塊裝置,主要由敏感器件、電子線路和轉(zhuǎn)換擴(kuò)展器件組成,敏感器件中廣泛應(yīng)用壓電傳感器。壓電傳感器為一種有源器件,可在外加機(jī)械激勵(lì)下輸出與激勵(lì)成正的電信號,能用來設(shè)計(jì)測量心音的壓電聽診器、血壓傳感器、胎兒心音、微音器和測微震顫的加速度計(jì)等。

      2.1 生理參數(shù)無創(chuàng)連續(xù)監(jiān)測技術(shù)

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備可以通過生物醫(yī)學(xué)傳感器采集人體的電生理數(shù)據(jù)(如血糖、血壓、心率、血氧含量、體溫、呼吸頻率等),并將監(jiān)測數(shù)據(jù)無線傳輸至中央處理器(如小型手持式無線裝置,可在生理信號異常時(shí)發(fā)出警告),中央處理器再將數(shù)據(jù)發(fā)送至各醫(yī)療中心,為醫(yī)生進(jìn)行專業(yè)、及時(shí)、全面的分析和治療。

      2.1.1 無創(chuàng)血糖連續(xù)監(jiān)測

      現(xiàn)有血糖連續(xù)監(jiān)測儀器主要通過皮下間質(zhì)液間接測量血糖濃度。即利用唾液、汗液等機(jī)體滲出液,通過計(jì)算滲出液中葡糖糖濃度與血糖濃度的相關(guān)性測量血糖。在這方面,美國Medtronic公司最先推出經(jīng)FDA批準(zhǔn)的血糖實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CGM)。該系統(tǒng)由接收顯示器、射頻發(fā)射器和可丟棄式連續(xù)血糖檢測探頭構(gòu)成。探頭使用細(xì)小金屬絲貼在患者的腹部(金屬絲極其細(xì)小,刺入速度極快,無疼痛感),可連續(xù)工作3 d,每隔10 s對皮下間質(zhì)液的葡萄糖濃度進(jìn)行測量,監(jiān)測的信息通過無線方式傳輸?shù)浇邮掌魃?,接收器每? min對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處理分析,同時(shí)將其轉(zhuǎn)換為血糖值儲(chǔ)存下來。通過這種方法每天監(jiān)測到的信息量是指血測試法的100多倍。另外,由美國Spectrx公司開發(fā)的血糖測試儀則是使用激光在皮膚角質(zhì)層上開啟系列微孔(無疼痛感),再經(jīng)特制傳感器收集間質(zhì)液并分析處理得到血糖值。

      2.1.2 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測

      目前主要有三類:第一類通過橈動(dòng)脈的脈搏幅值變化來確定血壓值。由新加坡健資國際私人有限公司開發(fā)的腕表式連續(xù)每博血壓測量儀就使用了該技術(shù),其準(zhǔn)確性經(jīng)過ESH和AAMI的臨床試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。美國Medwave公司研發(fā)的Vasotrac腕式血壓測量儀通過周期性地在橈動(dòng)脈上加壓和減壓來確定血管零負(fù)荷狀態(tài),并在該狀態(tài)下通過脈搏波動(dòng)的幅值變化及波形提取的其他參數(shù)來確定血壓值。由于該技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)每搏連續(xù)測量,需要專業(yè)人員輔導(dǎo),在手腕處施加一定壓力,因此影響了其便利性。第二類通過傳感器測量脈搏波來確定血壓值。即采用生物電極和光電傳感器來測量脈搏波傳速,再利用動(dòng)脈血壓關(guān)系與血壓測量金標(biāo)準(zhǔn)對傳速校準(zhǔn)來確定血壓值。此外,研發(fā)人員還嘗試將體重及臂長等參數(shù)引入分析過程,以提高精度。此種傳感器的優(yōu)勢是成本低,設(shè)計(jì)簡單,通過PDA、手機(jī)和手表等多種載體可使用。第三類通過每搏血容積的變化量來確定動(dòng)脈血壓值。借助光電傳感器測量每搏血容積變化量,通過流體靜力學(xué)的原理及血容量變化量與經(jīng)皮壓力間的關(guān)系確定平均血壓值,該技術(shù)還處于研發(fā)階段。

      2.1.3 無創(chuàng)血氧連續(xù)監(jiān)測

      該技術(shù)主要是通過紅外線測量血氧飽和度。血氧飽和度是重要的生理參數(shù),對于許多呼吸系統(tǒng)疾病患者的長期監(jiān)測意義重大。脈沖血氧計(jì)測量血氧的基本原理為:較多的紅光可以通過氧合血紅蛋白使較多的紅外光被吸收,而非氧合血紅蛋白相反,可以允許較多的紅外光通過使較多的紅光被吸收,通常附著在使用者的耳垂、腳趾或手指上測量。美國SPO Medical公司推出的“血氧手表”可在使用者睡眠過程中監(jiān)視其血氧飽和度變化,使睡眠窒息癥患者在夜間呼吸阻礙的危險(xiǎn)大為降低。

      2.2 無創(chuàng)治療技術(shù)

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備除用于生命體征的檢測外,還可以用于各種疾病的治療,主要有電療、磁療、超聲療法、透皮給藥等,目前多數(shù)處于研究和評估階段,主要成果有手腕式血糖控制儀、聲波加速體內(nèi)胰島素分泌器、可穿戴除顫器、可穿戴式交變電場治療腦瘤、電離子透入療法治療頭痛、智能眼鏡幫助老年癡呆癥患者喚起記憶等。

      2.3 電子織物載體

      電子織物是生物醫(yī)學(xué)傳感器與紡織技術(shù)融合的產(chǎn)物。其原理是將傳感器元件或模塊,如發(fā)光二極管、光纖、微控制器和壓電傳感器等集成到紡織布料中(表1),或是基于電活化聚合物(EAP)開發(fā)的裝置。使其除了具備可穿戴和外觀柔順美觀等性質(zhì)外,還能夠監(jiān)測生命體征信號、執(zhí)行計(jì)算任務(wù)并具備無線傳輸能力。其可應(yīng)用于移動(dòng)醫(yī)療和消防、軍事等特殊環(huán)境里的人員的生理狀況監(jiān)測。

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      2.4 軀體傳感網(wǎng)絡(luò)

      軀體傳感網(wǎng)絡(luò)(Body Sensor Network,BSN),是指包括體表或體內(nèi)的傳感器和醫(yī)療設(shè)備,以及由其處理和發(fā)送數(shù)據(jù)的通信處理設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)(圖2),是實(shí)現(xiàn)生命體征信號獲取、分析與處理的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。與常規(guī)網(wǎng)絡(luò)相比,以人體為傳輸媒介的生理信號、電信號輸送,是軀感網(wǎng)區(qū)別于其它網(wǎng)絡(luò)的顯著特征之一,即以人體作為聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

      圖2 軀體傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

      Fig.2 The structural diagram of a BSN

      3 可穿戴醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制初探

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備屬于醫(yī)療計(jì)量器具,其檢測結(jié)果是進(jìn)行疾病診斷、治療環(huán)節(jié)的重要手段和依據(jù)??纱┐麽t(yī)療計(jì)量器具性能準(zhǔn)確與否,所出具的診斷數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度直接關(guān)系到診斷報(bào)告的準(zhǔn)確度,對患者是否得到及時(shí)有效的治療,對患者的身體健康和生命安全都產(chǎn)生了直接或間接的影響。因此,積極開展可穿戴醫(yī)療計(jì)量器具質(zhì)量管理工作,為臨床醫(yī)療診斷提供有效保障,為患者身體健康、生命安全和隱私保密提供有效保障,真正使可穿戴醫(yī)療計(jì)量器具在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)過程中發(fā)揮更大的作用,具有十分重要的意義。

      3.1 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量控制現(xiàn)狀

      目前關(guān)于可穿戴醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量控制,由于剛剛興起,監(jiān)督管理基本屬于空白,但已有心電監(jiān)護(hù)類的檢定規(guī)程及便攜式血糖分析儀校準(zhǔn)規(guī)范中關(guān)于可穿戴傳感器測得的生命體征參數(shù)如心電、呼吸、體溫、有創(chuàng)血壓、心輸出量/心導(dǎo)管、無創(chuàng)血壓、血氧飽和度、血糖等的檢測方法,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),以及醫(yī)療信息產(chǎn)品的第三方測試技術(shù)等。另外,心電監(jiān)護(hù)類儀器設(shè)備是計(jì)量法中確定的強(qiáng)制檢定設(shè)備,開展其相關(guān)計(jì)量測試方法的研究,根據(jù)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀,心腦電圖機(jī)監(jiān)護(hù)儀檢定裝置改進(jìn)適合于各種可穿戴醫(yī)療設(shè)備的檢定裝置勢在必行,探索適合軀域傳感網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性的測試技術(shù),制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程/校準(zhǔn)規(guī)范,為該類儀器的質(zhì)量控制提供技術(shù)依據(jù),為可穿醫(yī)療設(shè)備用戶獲得客觀、可比、可溯源的檢測數(shù)據(jù),為其疾病的診斷康復(fù)、患者的隱私保密提供保障,改變以往計(jì)量落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情形,使醫(yī)學(xué)計(jì)量能夠跟上可穿戴醫(yī)療設(shè)備行業(yè)發(fā)展的步伐。

      3.2 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的生理參數(shù)量值溯源研究

      含有心電傳感器的可穿戴設(shè)備一般由特定形狀的電子織物,根據(jù)要求的位置鑲嵌(縫合)在彈性背心、汗衫或其他可穿戴衣物上而形成。心電傳感器和體溫傳感器的融合可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)條件下對心電、心率、體溫信號的無創(chuàng)檢測。圖3中a、b、c、d 為特定形狀的電子織物,在普通紡織面料基礎(chǔ)上用貴金屬溶液浸鍍固化形成一層導(dǎo)電層。

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

      圖3 心電傳感器背心結(jié)構(gòu)圖

      Fig.3 The ECG sensor structural diagram

      根據(jù)電子織物電極縫合于背心上的位置及電極個(gè)數(shù),可構(gòu)成監(jiān)護(hù)用的各種電極導(dǎo)聯(lián)組合(如a、b為心電檢測電極,c、d也用作阻抗法測量呼吸波形的電極)。如圖4 所示Maxim生命體征測量T恤在兩個(gè)袖子等4處嵌入了心電監(jiān)護(hù)儀用傳感器,可以測量心電圖、體溫及活動(dòng)量等數(shù)據(jù);圖5 Imec的可穿戴式腦電圖(EEG)耳機(jī)和心電圖(EKG)貼片可分別記錄人的大腦和心臟活動(dòng);DuoFertility生育監(jiān)測器通過放置在女性腋下的一個(gè)小貼片測量女性排卵期體溫的細(xì)微變化等。

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      圖4 Maxim生命體征測量T恤

      Fig.4 The life T-shirts of Maxim

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

      圖5 Imec可穿戴式腦電圖(EEG)耳機(jī)

      Fig.5 Wearable EEG earplug of Imec

      目前應(yīng)用于可穿戴的血壓檢測技術(shù)主要通過橈動(dòng)脈的脈搏幅值變化和傳感器測量脈搏波傳輸時(shí)間來確定血壓值,如MIT開發(fā)的能長時(shí)間連續(xù)測量的可穿戴式血壓計(jì),通過沿動(dòng)脈配備的兩個(gè)傳感器(手腕和手指,圖6)測量脈博波的傳播速度,從而算出血壓值。可穿戴血氧脈搏傳感器主要將脈搏傳感器和血氧計(jì)置于手表帶、手腕、指環(huán)等內(nèi),通過兩根導(dǎo)線接入手表等中的信號調(diào)整電路,傳感器接觸面接觸手腕動(dòng)脈,把脈搏、血氧飽和度和心輸出量/心導(dǎo)管信號轉(zhuǎn)化為電壓信號(圖7)。

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

     圖6 MIT可穿戴式血壓計(jì)

      Fig.6 Wearable sphygmomanometer of MIT

    可穿戴醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其質(zhì)量控制初探

      圖7 手腕指環(huán)式血氧脈搏監(jiān)護(hù)儀

      Fig.7 Oxygen pulse monitor of wrist and ring

      綜上,可穿戴設(shè)備生理參數(shù)類的溯源需要研制與手腕、手環(huán)、手表及電子織物相匹配的檢測模體和導(dǎo)聯(lián)線,克服傳感器與生命體征模擬器的連接不相容障礙,通過施加標(biāo)準(zhǔn)信號來實(shí)現(xiàn)各參數(shù)校準(zhǔn)。而現(xiàn)有血糖分析儀本來就比較便攜,可穿戴血糖監(jiān)測儀器更進(jìn)一層,主要利用唾液、汗液等機(jī)體滲出液間接測量血糖濃度,故其溯源可通過研制的穩(wěn)定唾液、汗液標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析校準(zhǔn)。

      3.3 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的軀體傳感網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性測試

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備在將患者的生命體征數(shù)據(jù)從Device端采集后無線傳輸?shù)紺enter端接收的過程中需經(jīng)過藍(lán)牙、GPRS(WCDMA)、Internet等多種通信網(wǎng)絡(luò),由于生物醫(yī)學(xué)信號的微弱特性,決定此類傳感網(wǎng)絡(luò)必須具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性,能夠抵抗一定的惡劣無線信道所產(chǎn)生的各種噪聲,所以可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊以及傳感網(wǎng)絡(luò)的可靠性測試便非常必要。另一方面,由于傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存儲(chǔ)著使用者的個(gè)人隱私信息,若發(fā)生感染病毒,人為黑客攻擊等導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露,會(huì)引起使用者的不滿,同時(shí)帶來一定的負(fù)面影響?;诖耍芏嗫纱┐髟O(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)采用實(shí)現(xiàn)低速、中速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所需要的相干解調(diào)技術(shù)、干擾抵消技術(shù)、可變擴(kuò)頻因子調(diào)制技術(shù)等來保證傳感網(wǎng)絡(luò)無線傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包格式,采用類似IOCP的模型來提升Center端的服務(wù)程序并發(fā)性,以利用數(shù)據(jù)加密、動(dòng)態(tài)密鑰、Hash算法、防惡意攻擊等技術(shù)來解決網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全性問題,但隨著可穿戴設(shè)備在各種復(fù)雜條件下的使用及磨損,使得軀體感網(wǎng)絡(luò)真實(shí)的可靠性和安全性不可知曉,因此可穿戴醫(yī)療設(shè)備對軀體感網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性測試非常的必要和重要。

      3.3.1 軀體傳感網(wǎng)絡(luò)常見問題

      可穿戴醫(yī)療設(shè)備具有信息化醫(yī)療設(shè)備的特點(diǎn),現(xiàn)有的醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)體系通常考慮硬件的安全有效性,而對于信息化、網(wǎng)絡(luò)化的新特征和新功能卻沒有合理地加以規(guī)范。目前存在的問題主要有:(1)各種醫(yī)用軟件借用軟件行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),缺乏針對性的新標(biāo)準(zhǔn)來加以規(guī)范。(2)人機(jī)交互界面經(jīng)常由于網(wǎng)絡(luò)吞吐量或者網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題使負(fù)載不穩(wěn),導(dǎo)致產(chǎn)品實(shí)際的易用性降低。(3)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對可穿戴產(chǎn)品的可靠性和準(zhǔn)確性的要求比較籠統(tǒng),應(yīng)通過測試確保數(shù)據(jù)的接收端和發(fā)出端的信息一致,確??纱┐麽t(yī)療設(shè)備給出的信息和功能可信,可測量或可認(rèn)證。(4)沒有要求可穿戴產(chǎn)品抵抗非預(yù)期數(shù)據(jù)修改的標(biāo)準(zhǔn),對于使用者的隱私保密考慮不足。(5)網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的鏈路完整性、兼容性考慮不到位。

      3.3.2 軀體傳感網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性測試途徑初探

      針對可穿戴醫(yī)療設(shè)備的軀體傳感網(wǎng)絡(luò),多是基于Web客戶端的應(yīng)用組件,其可靠性和安全性測試可以參考醫(yī)療信息產(chǎn)品的第三方測試來探索適合可穿戴的測試方法,主要通過黑盒測試發(fā)現(xiàn)諸如界面錯(cuò)誤、功能遺漏或錯(cuò)誤、性能偏離或錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)訪問錯(cuò)誤及其他非預(yù)期的偏離或錯(cuò)誤等。主要的測試途徑如下:(1)人機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交互測試包括客戶端和服務(wù)器端的檢驗(yàn)??蛻舳藴y試,包括功能驗(yàn)證測試,用戶界面的交互性檢驗(yàn);服務(wù)器端測試主要測試網(wǎng)絡(luò)可靠性以此來監(jiān)視傳感網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障和發(fā)生的錯(cuò)誤,驗(yàn)證可穿戴設(shè)備在高強(qiáng)度環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存活能力,測試瓶頸發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)瓶頸的位置以及有多余容量的組件,吞吐量測試用于檢測服務(wù)器、磁盤子系統(tǒng)、適配卡等,以及測試用戶最關(guān)心的響應(yīng)時(shí)間。(2)負(fù)載和壓力測試主要為了防止有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)緩慢、響應(yīng)錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)丟失等錯(cuò)誤。其主要測試計(jì)劃有:單用戶下多任務(wù)、多用戶下單任務(wù)及多用戶下多任務(wù)的并發(fā)壓力測試,長時(shí)間多任務(wù)的循環(huán)強(qiáng)度測試,大數(shù)據(jù)量訪問測試等。(3)準(zhǔn)確性和可靠性測試主要針對應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性、物理退化、醫(yī)療信息系統(tǒng)的可移植性要求、版本更新較快及可靠性設(shè)計(jì)等。(4)安全性測試主要考察醫(yī)療信息系統(tǒng)的用戶認(rèn)證機(jī)制,系統(tǒng)加密機(jī)制和安全防護(hù)策略,數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)手段,重點(diǎn)關(guān)注防火墻和入侵檢測、病毒防治、證書服務(wù)水平及密鑰管理能力和密碼服務(wù)系統(tǒng)等。(5)兼容性的考察主要有硬件環(huán)境、軟件環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境三個(gè)層次。

      綜上所述,針對可穿戴醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量控制,可穿戴傳感器的量值溯源需要,調(diào)研目前國內(nèi)外公司生產(chǎn)的不同品牌型號的可穿戴設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及主要技術(shù)參數(shù),研發(fā)與腕表、手套、指環(huán)及電子織物等傳感器端口相匹配的生命體征模擬器導(dǎo)聯(lián)線來進(jìn)行信號傳遞,制定同類產(chǎn)品的具體參數(shù)的主要計(jì)量特性指標(biāo)。軀體傳感網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性測試需要根據(jù)醫(yī)療信息產(chǎn)品的第三方測試來探索適合可穿戴的測試方法,確保傳感網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性及維護(hù)患者的個(gè)人隱私安全。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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