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可?式健康护理之旅
小型化有助於推动家庭健康护理市场发展
[作者 Walter Garcia Brooks]   2017年07月25日 星期二 浏览人次: [18142]


全球家庭健康护理服务行业已经价值数十亿美元,随着人囗的不断增长和人囗老龄化的发展,预计将继续增加。该行业包括由受过训练的专业人员在家中提供护理的任何服务,毫无疑问,在这一领域采用技术是主要趋势。


使用技术管理护理正在改变这一行业。成功的关键是将医疗设备从医院转移到病人的家中。


整合是关键

医疗部门已经有一种趋势,即让医院的设备更便於携带;能够将诊断设备移动到病人床边而不需要专用房间,从而使医院效率更高,同时提供更高水准的病人谘询。


除了诊断之外,随着人囗老龄化的发展,对监测状况和管理护理的设备的需求也在增加。通常这需要病人去医院接受治疗,但在患者自己的家中提供这种护理变得更加可行。


推动医疗设备发展的一些技术受到着名的「摩尔定律」的约束,这基本上表明积体电路的能力每两年就会翻一番。这个「定律」的一个重要方面是设备的尺寸并没有增加,而大多数情况下实际上是缩小的。这意味着,随着整合度的扩大,设计实现更多功能而不增加尺寸的设备变得更加容易,或者更恰当地说,它可以以更小的尺寸提供相同的性能。?个「定律」至少在所需的技术方面正在帮助推动家庭健康护理行业。


图一 :  随着整合度的扩大,设计实现更多功能而不增加尺寸的设备变得更加容易。(source:freedesignfile)
图一 : 随着整合度的扩大,设计实现更多功能而不增加尺寸的设备变得更加容易。(source:freedesignfile)

当然,医疗设备不仅仅是由积体电路组成,某些医疗设备部件根本不能在物理上变得更小,但能够使电子器件变得更小并且消耗更低的功率,从而使得设备的总体尺寸变得更易携带。而且由於现有的处理能力水准,越来越有可能设计出几??自主操作的设备。


连通性是这个家庭健康护理新时代的另一项重要因素。所有类型的设备连接到互联网的能力所谓的「物联网」意味着家庭健康护理设备可以经常与专业的健康护理 提供者(如医生)联络。所有患者的统计资料都可以远端存取,如果设备感测到可能需要引起关注的任何问题,设备可以自动发出警报。


强大的解决方案

当然,医疗电子市场已经建立起来并对瞄准这个领域的半导体制造商提出了最高标准。认证用於医疗应用的元件需要最高的设计和制造标准。


这就需要最好、最强大的解决方案。从系统层面来看,医疗设备可以视为任何其他设备,但在各个层次上,所使用的元件必须提供超过几??任何其他部门所要求的品质、可靠性和能力水准。


开发医疗设备的一部分挑战是需要保持无菌环境,特别是该设备与患者接触的情况,更应如此。如果要在患者家中使用该设备,这可能变得更具挑战性。这种情况下,必须通过监控设备自身的运行状况来对设备进行自我诊断。这通常意味着要包含很多能够感测设备状态的感测器,从而进一步增加了设计难度。


例如,在家里使用的血液透析机。感测滤芯是否有效非常重要,但感测是否存在诸如血液和其他体液的废物也同样重要。家庭卫生设备仍然需要保持与医院相同的清洁水准,因此废物的存在显然是潜在的健康风险。感测此危险并提醒护理提供者或患者成为设备规范的一部分。


这种情况下通常使用光学器件,因为它们提供了一种在没有物理接触的情况下测量和感测各种条件的方法。光学开关可用於感测是否存在消耗品(如滤芯)以及其他物体(如废物)。


如果打算在可?式设备中使用,它们还需要低功耗、高整合度并且尽可能小。这种设备的一个示例是 TT Electronics 的 Photologic V OPB9000 反射光学感测器,它专为 医疗应用而设计。它包括一个完全整合的模拟前端、晶片处理和数位介面,表面安装封装尺寸仅为 4.0mm×2.2mm×1.5mm。在这样小的外形尺寸中,这种整合度可在电 路复杂度方面节省高达 80% 的空间。



图二 :  在可?式设备中使用光学器件,它们需要低功耗、高整合度和尽可能小。 (source:freedesignfile)
图二 : 在可?式设备中使用光学器件,它们需要低功耗、高整合度和尽可能小。 (source:freedesignfile)

在医疗应用中,OPB9000 可用於医院、实验室和可?式设备,用於感测介质和 滤芯是否存在以及污染物和液位感测。具有市场领先水准的 25k lux 环境光抗扰 度,可以在不能使用其他光学感测器的情况下使用。它还整合了其他设备中没有的各种功能,例如:自校准和自动增益控制、温度补偿电路、可编程的对比灵敏度以及一个行业标准通信介面。此外,OPB9000 还具有业界领先的回应时间,仅 6 微秒。


小结

人们越来越需要专门在家里使用的更小、更便携的医疗设备。因此也就更需要更小、更高整合度的感测解决方案。


例如,侧重可靠性、简便性和灵活性的 OPB9000 光学感测器就是这种类型的新 产品,它已经找到了在家庭健康护理市场的应用。


(本文作者Walter Garcia Brooks为TT Electronics 现场应用工程师)


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