恩智浦i.MX 95应用处理器与Ara240 DNPU助力打造下一代临床工作流程解决方案

到2030年，预计全球每6个人中就有一人年满60岁及以上。与此同时，全球人口预期寿命预计将持续上升。这两大趋势交汇，将对医疗机构造成前所未有的压力，甚至可能超出其当前的承载能力。

幸运的是，很多技术为应对这一挑战提供了明确的发展方向。其中一项解决方案是AI可视患者监测系统，即通过边缘系统追踪患者的活动和生命体征，使医护人员能够在风险演变为严重问题之前及时发现。

恩智浦为工程师提供了i.MX 95应用处理器和Ara240独立神经处理单元 (DNPU)，助力打造下一代临床工作流程解决方案。借助这些工具，该行业既能应对迫在眉睫的医疗需求，也能改善患者治疗效果，并最终挽救更多生命。

当前面临的临床挑战

医疗行业早已承受着巨大压力。研究显示，自2022年以来，美国已有超过13.8万名护士离开医疗队伍。对于坚守岗位的医护人员而言，减轻日常压力、改善难以为继的工作负荷，让每一位患者都能获得悉心照护，是他们共同的目标。

支持临床团队最有效的方式之一，是应对“警报疲劳”问题。约85%的护士表示，医疗设备发出的大量警报令他们不堪重负，而其中许多警报并不具备实际可操作性。当系统产生过多误报时，可能导致医护人员对警报逐渐麻木，同时分散他们的精力，无法专注于更紧迫的需求。

归根结底，医疗行业正饱受过度依赖人力密集型监测流程之苦，而此类流程难以规模化扩展。医疗机构所面临的，不是通过增加人手来应对患者数量即将激增的情况，而是要在不扩充编制的前提下提高现有员工的工作效率，这无疑进一步加重了他们的负担。

传统系统的运作依赖患者通过呼叫按钮主动向医护人员报告问题。然而，在某些情况下，患者可能无力发出警报。医院向医护人员传达患者状况变化的方式，主要包括监护设备 (如血压仪、静脉输液泵、心电监护仪等) 发出的警报，以及值班医护人员的定时巡房。遗憾的是，在许多情况下，这些警报往往没有人听到，或未能得到及时响应。可视患者监测系统能够持续更新患者信息，在许多情况下甚至可达到实时更新，从而有效避免患者状态变化时可能出现的混乱或响应延迟。

基于视觉的患者监测技术解析

传统监测方式可能需要在患者身上连接不适的导线和传感器；而基于视觉的系统则利用传感器以及安装在墙上或病床上的摄像头来监测患者状况。基于视觉的患者监测为临床医生提供了一种非侵入性、持续的患者观察手段。本地处理系统将视频流输入视觉AI算法，基于患者行为进行预测性分析。

具体而言，此类系统能够追踪生命体征、检测异常行为(如跌倒或患者明显的不适表现)，并在必要时及时提醒医护人员进行干预。值得注意的是，由于这些系统可自主运行，能够实现真正持续可靠的监测，确保患者获得持续的关注和所需的照护。

临床自动化的机遇

借助免接触式患者监测，临床医生可以实现工作流程自动化，从而解决许多现有问题。例如，这类系统可以减少传统监测系统产生的误报次数。基于视觉的系统能够准确区分患者的常规动作与真正的紧急情况，确保护士仅在患者确实需要帮助时才收到警报。这使得团队能够将更多精力投入患者照护，同时减轻警报疲劳，让医疗机构能够更有效地配置人力资源，在无需增加人员的情况下应对更高的患者流量。

同样，基于视觉的监测也构建了更加互联的照护环境。由于医生和专家无法时刻驻守医院的每一个病区，视觉AI解决方案可将通知直接发送至其笔记本电脑或手机等设备，便于及时掌握患者状态。医生能够在任何地点进行实时视频会诊和行为分析，确保患者在需要时总能获得专家指导——即使医生不在医院。

i.MX 95与Ara240赋能全新工作流程

医疗级监测系统所需的计算解决方案，既要具备足够的性能以在边缘执行视觉AI任务，又要足够稳健，以满足安全与可靠性方面的最高标准，二者缺一不可。

为此，我们打造了i.MX 95应用处理器，将高性能计算与专用成像能力融为一体。对于实时与安全应用，该处理器配备了Arm CortexM7-M5应用集群、一个基于Arm Cortex-M7的实时内核，以及一个Arm Cortex-M33安全域。对于更高级的应用，集成式图像信号处理器 (ISP)、Arm Mali图形处理器 (GPU) 和eIQ Neutron神经处理单元 (NPU) 共同为系统提供了强大的专用计算资源基础。

i.MX 95应用处理器框图

对于更密集的视觉处理任务，i.MX 95可通过高带宽PCIe Gen 4 x4或USB接口，与恩智浦Ara240 DNPU无缝搭配。该单元在8位整数 (INT8) 运算下可提供高达30 TOPS的算力，在BF16下可提供15 TFLOPS的算力，同时能效比高达3 TOPS/W。为支持视觉工作流程中的大规模AI模型，它最高可配备16GB LPDDR 4x/5存储器。得益于这些设备在本地处理视频流，工程师能够构建安全可靠、并可实时响应紧急情况的患者监测系统。

以更智能的工作流程挽救生命

随着医疗行业为应对老龄化社会做好准备，边缘AI系统将重新定义护理标准。恩智浦先进的硬件将智能引入患者监护环节，我们有望构建一个更精准、更高效、响应更迅速的医疗体系。

恩智浦致力于帮助医疗设备OEM厂商构建更智能、更以人为本的医疗环境。了解我们的i.MX 95应用处理器与Ara240 DNPU，为您的下一个医疗设计带来新的灵感。

本文作者

Anshuman Tripathi，恩智浦半导体患者护理与医疗解决方案市场经理。Anshuman在恩智浦拥有超过两年的产品营销经验，专注于医疗健康领域，主攻患者护理解决方案。他的工作涉及处理与连接技术的交叉领域，致力于推动恩智浦MPU/MCU平台、边缘AI (eIQ/DNPU) 以及Wi-Fi连接解决方案在下一代医疗设备中的应用。在恩智浦，Anshuman负责制定并执行面向关键医疗应用的产品营销策略，涵盖患者监测系统、输液泵、呼吸机及AI赋能医院设备等领域。他的工作聚焦于构建高性能、安全且可扩展的系统架构，将边缘智能延伸至患者身边，提升实时决策能力和临床治疗效果。

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