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新型串列式EEPROM記憶體將有助提高拋棄式醫療配件監控與管理效率。拋棄式醫療配件搭載串列式EEPROM後，醫療器材管理人員可將產品失效日期或允許使用的最大次數等資訊記錄於記憶體中，以掌握配件使用的情形，增進監管效率。

許多醫療產品如內視鏡、縫合器和雷射脫毛系統都包含拋棄式配件，這些配件在使用後即被丟棄，而不會被消毒和重複使用。
這些僅能使用一次的配件通常為無菌密封包裝，在使用時才會開封。由於不須要經過消毒過程，也不必為了長期使用而強化其耐用性，因此一次性配件的成本更低、重量更輕且更為靈活。不過，這些產品的製造商擔心第三方廠商在使用過後會翻新或重新消毒這些元件，以達到重複使用的目的，從而超出設備的設計生命週期，且可能引發衛生問題；其他顧慮還包括使用不正確的配件，或無意間使用過期裝置等。

如果系統採用數位控製或量測，則在拋棄式部分中增加電子通訊連結即可解決上述問題。圖1所示的簡單配置，即係透過拋棄式配件內嵌的記憶體元件，讓系統得以識別拋棄式配件、獲取附加資料並記錄使用資料。

 
圖1　將記憶體嵌入在拋棄式的醫療配件中，可實現與主系統的通訊，以獲取使用資料和其他資料。

以下是醫療設備製造商可能想要從拋棄式配件中獲取的典型資料類型。

．使用資訊

拋棄式配件可以標明裝置已被使用並記錄所涉及設備的序號。儘管設備也可以記錄此資料，但仍有必要在配件本身中記錄此資訊，以防止配件被其他系統不適當地重新使用。對於具有特定使用期限的配件，還可以倒數計時總使用時間或使用次數。

．校準訊息

理想情況下，生產出的所有配件都是相同的。但是，製造公差、加工和化學過程的影響可能使個體或批次之間存在顯著差異。如果系統檢測到差異，則能夠進行補償。

可以在製造時測試配件以確定其性能，並將其補償值儲存在記憶體中。將此資料儲存在配件中，可以使操作員無縫地執行補償，並確保配件及其校準資料可以對應，不會混淆。

．失效日期

為醫療配件設定失效日期相對比較簡單。因此系統主控台須具備當前日期和時間，以便與配件的失效日期進行比較，並檢驗是否已超過其保存期限。

．型號

配件的型號可用於確保系統使用了正確的配件，並為可適應多種拋棄式配件類別的系統指示配件類型。

．序號

衛生保健管理部門可能須要係統記錄所有使用的配件序號，以收集保固資訊並分析故障率。如果製造商有辦法與現場設備資訊串聯，那麼召回管理就非常方便，只要指定設備拒絕具有特定序號的配件即可。
擴展通訊匯流排支援醫療系統/配件無縫連結
如果系統已使用微處理器(MPU)或微控制器(MCU)，則只須要添加配件的通訊介面。如果可在配件與系統之間建立電力通訊，則串列協定非常適合於傳送有限的資料量，而且可以滿足拋棄式醫療配件的低成本和小物理尺寸要求。如果系統有內部串列匯流排，則將該匯流排擴展到配件就更為簡便。

由於配件中的電子元件只須要進行通訊和儲存資料，因此可使用串列記憶體來大大降低複雜程度和零件數量。串列記憶體適用於多種通訊匯流排；表1列出了最常見的選擇及須要權衡的因素。

 
序列周邊介面(SPI)可實現快速通訊，但六條線路和電源線須要在系統和配件之間使用尺寸更大和成本更高的連接器。

這樣只能選用更適合的I2C協定和單線匯流排，如微芯(Microchip)的UNI/O協議。拋棄式醫療配件應用所需的資料量有限，這意味著較慢的通訊速度並不會成為問題。這些協定所需的電路數量較少，允許使用尺寸更小、成本更低的連接器，並可實現更可靠的通訊。兩線I2C通訊協定是同步協定，因此沒有嚴格的時序要求，易於實施。

I2C獲得多種微處理器和微控制器的廣泛支援，可透過專用硬體來管理匯流排。同時，單線通訊協定通常須要使用轉換橋接設備，或是透過軟體來管理匯流排；而這類管理軟體已經廣為所用。

市面上有幾種具有競爭力的專有單線協定。先進的單線協定支援自動計時或時鐘恢復，消除了兩端對高精度振盪器的需求。此外，若能將單線協定通訊資料速率保持在較低水準，則更有利於使用高電容電纜以及簡單的訊號雜訊過濾機制。透過使用單線通訊協定，電力可透過資料線路供給，這可以省去電壓供給(Supply-voltage)連結，但同時也可能須要額外使用一些外部零件支援。

EEPROM寫入防護機制助攻醫療配件監測更可靠

低成本串列電子式可抹除唯讀記憶體(EEPROM)適用於多家供應商的I2C或單線介面。此外，還有多種儲存容量可供選擇(從128位元到1Mb以上)，使記憶體可滿足應用的特定需求。它超小型的封裝(如SOT-23、SC-70和凸塊式晶片級封裝類型)可輕鬆整合到拋棄式配件中，而不會大幅變動拋棄式配件的尺寸和形狀。 EEPROM技術還提供了高度耐用的記憶體，在高溫下的使用壽命超過兩百年。

使用時，系統可重寫配件中儲存的資料，從而允許更新使用資訊。系統可根據此資訊判斷元件是否已被使用?是否應該被丟棄?或者，可重新寫入配件的資料，以記錄其使用歷史，如圖2所示。 EEPROM的寫入操作執行速度很快；然而，由於配件隨時可能斷開連接，因此，一個更適當的做法，是在寫入資料後再從記憶體中讀取資料，以驗證寫入操作是否正確執行並完成。 EEPROM的耐用性高，每個記憶體位可重寫一百萬次以上。這種耐用性允許系統頻繁更新使用資料，而不會“磨損”記憶體。

 
圖2　拋棄式醫療配件板上記憶體的典型資料通訊過程。

為實現額外的安全功能，串列存在檢測(Serial Presence Detect, SPD)EEPROM支援軟體寫入防護(Write-protection)，亦即記憶體須要透過命令來鎖定和解鎖用於寫入任務的區塊。此方案可防止系統由於環境條件與正常工作條件存在偏差而執行錯誤的寫入工作。還有一些EEPROM零件具有永久寫入防護方案，一旦啟動便無法解鎖。

永久防護機制在啟動之前，系統即會將使用資訊寫入到記憶體內，所以這種永久防護機制又可用來判斷可拋棄式配件是否已被使用。在啟動之後，系統仍可讀取使用資訊，但保護方案會防止此資訊被第三方廠商翻新程式配置。 SPD裝置系基於I2C介面，因此EEPROM製造商均可生產。此外，這些零件都被嚴格標準化，以避免市場上僅有單一貨源。有一些SPI EEPROM具有附加設計，用於防護記憶體某些部分的寫入功能，這些元件最適合於可容許連接數目不斷增加的複雜系統。

總而言之，在拋棄式醫療配件的製造過程中，可使用高速運行的標准設備輕鬆地對串列EEPROM記憶體進行程式設計，包括對型號/類型、序號、批次校準、失效日期或允許使用的最大次數等。

(本文作者任職於微芯)