微型化有助于推動(dòng)家庭醫(yī)療保健市場(chǎng)的發(fā)展

　　TT Electronics 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師 Walter Garcia Brooks

　　全球家庭醫(yī)療保健服務(wù)行業(yè)的收入已經(jīng)高達(dá)數(shù)十億美元，隨著人口的不斷增長和人口老齡化的問題，其收入預(yù)計(jì)還將繼續(xù)增加。該行業(yè)包括由受過培訓(xùn)的專業(yè)人員在家中提供護(hù)理的任何服務(wù)，不用感到奇怪，在這一領(lǐng)域中采用技術(shù)已成為主要趨勢(shì)。

　　使用技術(shù)來管理護(hù)理，重新打造這個(gè)行業(yè)。成功的關(guān)鍵所在是它具備將醫(yī)療設(shè)備移出醫(yī)院并移入患者家中的能力。

　　集成是關(guān)鍵

　　醫(yī)療界的現(xiàn)有趨勢(shì)是使醫(yī)院的設(shè)備更加便攜式；將診斷設(shè)備移動(dòng)到患者床邊而不需要專用房間的能力會(huì)使醫(yī)院工作更高效，同時(shí)提供更高水平的患者咨詢。

　　除診斷外，隨著人口老齡化，對(duì)用于監(jiān)測(cè)狀況和管理護(hù)理的設(shè)備的需求也在增加。通?；颊咝枰メt(yī)院接受治療，但在患者自己家中提供這種護(hù)理變得更加可行。

　　驅(qū)動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的一些技術(shù)受到著名的“摩爾定律”的約束，這基本上表明集成電路的能力每?jī)赡攴环?。這個(gè)“定律”的一個(gè)重要方面是設(shè)備的尺寸不增加，并且在大多數(shù)情況下其實(shí)際尺寸還會(huì)縮小。這意味著，隨著集成度的擴(kuò)大，更容易設(shè)計(jì)出高效的設(shè)備而無需增加尺寸，或者更具體地說，它可以更小的尺寸提供相同的性能。至少在所需的技術(shù)方面，這個(gè)“定律”有助于推動(dòng)家庭醫(yī)療保健行業(yè)的發(fā)展。

　　當(dāng)然，醫(yī)療設(shè)備不僅僅是由集成電路組成，醫(yī)療設(shè)備的一些部件在物理上根本不能變得更小，而使電子器件變小并且消耗更低的功率可以幫助補(bǔ)償這一點(diǎn)，這樣可以使設(shè)備的總體尺寸接近它們更容易攜帶的點(diǎn)。而且由于現(xiàn)在可用的處理能力水平，越來越有可能設(shè)計(jì)運(yùn)行幾乎自主的設(shè)備。

　　連通性是新時(shí)代家庭保健的另一個(gè)重要因素。所有類型的設(shè)備如可連接到互聯(lián)網(wǎng)，即所謂的“物聯(lián)網(wǎng)”，意味著家庭保健設(shè)備可以與諸如醫(yī)生等專業(yè)醫(yī)療保健提供者保持聯(lián)系。所有患者的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都可以遠(yuǎn)程訪問，如果設(shè)備本身檢測(cè)到任何可能引起關(guān)注的事件，它會(huì)發(fā)出警報(bào)。

　　強(qiáng)大的解決方案

　　當(dāng)然，醫(yī)療電子市場(chǎng)已經(jīng)很成熟，并針對(duì)這個(gè)行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體制造商提出了最高標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)證用于醫(yī)療應(yīng)用的組件需要最高的設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)。

　　這就需要最佳、最強(qiáng)大的解決方案。從系統(tǒng)層面來看，醫(yī)療設(shè)備可以視為任何其他設(shè)備，但在各個(gè)層面上，所使用的組件必須提供超過幾乎任何其他行業(yè)所要求的質(zhì)量、可靠性和能力水平。

　　開發(fā)醫(yī)療設(shè)備面臨的部分挑戰(zhàn)是需要保持無菌環(huán)境，特別是如果該設(shè)備與患者接觸的話。如果打算由患者在家中使用設(shè)備，則其開發(fā)將更具挑戰(zhàn)性。在這種情況下，必須通過監(jiān)測(cè)設(shè)備本身的運(yùn)行狀況來對(duì)設(shè)備進(jìn)行自我診斷。這意味著一定要包含許多能夠檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)的傳感器，從而進(jìn)一步增加了設(shè)計(jì)難度。

　　例如在家里使用的血液透析機(jī)。檢測(cè)有效的藥筒是必不可少的，但檢測(cè)血液和可能其他體液等廢物的存在也是必不可少的。家庭保健設(shè)備仍然需要保持與醫(yī)院相同的清潔度水平，因此廢物的存在顯然是潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。檢測(cè)此危險(xiǎn)并提醒護(hù)理提供者或患者成為設(shè)備規(guī)范的一部分。

　　在這種情況下通常使用光學(xué)器件，因?yàn)樗鼈兲峁┝艘环N在無需物理接觸的情況下測(cè)量和感測(cè)一系列狀況的方法。光學(xué)開關(guān)可用于檢測(cè)消耗品（如藥筒）以及其他物體（如廢物）的存在與否。

　　如果打算用于便攜式設(shè)備，它們還需要低功耗、高集成度并且盡可能縮小尺寸。這種設(shè)備的一個(gè)例子是 TT Electronics 的 Photologic V OPB9000 反射光學(xué)傳感器，該 傳感器被設(shè)計(jì)用于醫(yī)療應(yīng)用。該傳感器包括完全集成的模擬前端、片上處理和數(shù)字接口，表面貼裝封裝尺寸僅為4.0mm×2.2mm×1.5mm。此類小尺寸中的這種集成度在電路復(fù)雜度方面節(jié)省高達(dá)80％的空間。

　　在醫(yī)療應(yīng)用中，OPB9000可用于醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室和便攜式設(shè)備，以檢測(cè)介質(zhì)和藥筒的存在性以及污染物和液位檢測(cè)。環(huán)境光抗擾度為25klux，在市場(chǎng)中處于領(lǐng)先水平，該傳感器可用于其他光學(xué)傳感器不可用的領(lǐng)域。它還集成了其他設(shè)備中沒有的各種功能，如：自校準(zhǔn)和自動(dòng)增益控制；溫度補(bǔ)償電路；可編程對(duì)比度靈敏度和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信接口。此外，OPB9000業(yè)界領(lǐng)先的響應(yīng)時(shí)間只有6μs。

　　結(jié)論

　　家用小型和便攜式醫(yī)療設(shè)備的需求日益增加。這反過來又增加了更小、更高集成度的傳感解決方案的需求。

　　OPB9000 光學(xué)傳感器專注于可靠性、簡(jiǎn)便性和靈活性，是此類新產(chǎn)品的典范，廣泛應(yīng)用于家庭醫(yī)療保健行業(yè)。