作者： Dialog Semiconductor低功耗連接產(chǎn)品營(yíng)銷組經(jīng)理 Adrie Van Meijeren

在醫(yī)療和制藥領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 有可能從根本上重塑醫(yī)療設(shè)備為醫(yī)生、護(hù)士和醫(yī)院服務(wù)的方式，并提高患者的生活質(zhì)量和醫(yī)療服務(wù)。直到最近，片上系統(tǒng) (SoC) 設(shè)計(jì)的進(jìn)步才使工程師和設(shè)計(jì)人員能夠最終破解連接醫(yī)療設(shè)備的代碼。

SoC 設(shè)計(jì)中的一些進(jìn)步包括新的集成電路，它們同時(shí)減少了功率足跡、縮小了組件所需的電路板空間量并降低了組件成本。將一次性電池添加到物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備是另一個(gè)重大飛躍，這對(duì)于組件集成和占用空間的原因以及解決醫(yī)療設(shè)備本身的安全處置問(wèn)題是必要的。這兩項(xiàng)發(fā)展都使互聯(lián)醫(yī)療設(shè)備工程在材料清單 (BOM)、功耗和制造物流方面更加可行。

互聯(lián)醫(yī)療設(shè)備如何改善患者治療效果

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)為醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)，通過(guò)增加傳統(tǒng)離線設(shè)備的連接性來(lái)更好地為醫(yī)生和患者服務(wù)。

查看連接的血糖儀。患者像貼片一樣佩戴這些產(chǎn)品，用針頭在皮膚下測(cè)量血糖，然后將該信息傳輸?shù)接脩?a target="_blank">智能手機(jī)上的應(yīng)用程序。對(duì)于不再需要不斷刺破手指取血的糖尿病患者來(lái)說(shuō)，這不僅是一種無(wú)痛、更持久的替代方案，而且它還提供了一種實(shí)時(shí)收集和存儲(chǔ)患者血糖水平數(shù)據(jù)的新方法，方便快捷可以在他們的手機(jī)上訪問(wèn)，以方便日后參考。

智能吸入器是醫(yī)療設(shè)備連接的另一個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用。使用傳統(tǒng)的吸入器，哮喘患者被要求在兩次吸入之間等待大約 30-60 秒，以使藥物最有效。但今年早些時(shí)候發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，84% 的患者在兩次吸氣之間沒(méi)有等待 30 秒（建議的最短時(shí)間）。

事實(shí)上，54% 的人甚至沒(méi)有等待 15 秒。當(dāng)患者沒(méi)有正確使用吸入器時(shí)，他們就沒(méi)有得到正確劑量的藥物。因此，這些設(shè)備并不像它們可能和需要的那樣有效。而且，當(dāng)然，患者不知道他們沒(méi)有正確使用吸入器，因?yàn)獒t(yī)生不在現(xiàn)場(chǎng)提供反饋。

添加與吸入器的連接直接解決了這個(gè)問(wèn)題。智能吸入器實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備的使用情況，為患者提供有關(guān)吸入效果、接受劑量、接受頻率等的即時(shí)反饋。這對(duì)患者來(lái)說(shuō)是有用的信息，因?yàn)樗梢约磿r(shí)提醒他們何時(shí)以及如何使用吸入器來(lái)獲得全部效果。但它對(duì)制藥公司也很有用。這些公司不是依靠用戶問(wèn)卷來(lái)衡量他們的設(shè)備的有效性（這些問(wèn)卷通常由患者根據(jù)他們認(rèn)為自己使用吸入器的方式而不是他們的實(shí)際行為來(lái)填寫(xiě)），而是獲得關(guān)于用戶行為的即時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。?

血壓 (BP) 計(jì)是醫(yī)療設(shè)備的另一個(gè)例子，通過(guò)使其更智能而得到改進(jìn)。通常，如果您需要測(cè)量血壓，您可以在醫(yī)生辦公室進(jìn)行。但對(duì)于許多患者來(lái)說(shuō)，去醫(yī)生辦公室旅行是一段壓力很大的時(shí)期。僅僅在醫(yī)生辦公室或醫(yī)院可能會(huì)使一個(gè)人的血壓讀數(shù)高于平時(shí)，從而導(dǎo)致數(shù)字不準(zhǔn)確。在家中使用聯(lián)網(wǎng)的血壓計(jì)有助于確保更典型的靜息血壓讀數(shù)，然后將其傳輸?shù)皆贫斯┽t(yī)生辦公室訪問(wèn)。這對(duì)醫(yī)生和患者來(lái)說(shuō)都是更高質(zhì)量的信息，從而導(dǎo)致更準(zhǔn)確的診斷和處方。

如果這些和其他連接的醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用程序（例如連續(xù)溫度計(jì)貼片或智能注射設(shè)備）有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是：更多更好的數(shù)據(jù)可以改善患者護(hù)理。智能醫(yī)療設(shè)備使制藥和醫(yī)療公司能夠建立龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，收集高質(zhì)量、實(shí)時(shí)的患者反饋，從藥物有效性到患者使用的紀(jì)律性。該數(shù)據(jù)庫(kù)由連接設(shè)備提供的實(shí)時(shí)用戶行為信息提供，這反過(guò)來(lái)又讓醫(yī)生更準(zhǔn)確地了解如何治療他們的病人，并授權(quán)這些病人調(diào)整他們自己的治療計(jì)劃（例如，通知他們是否他們沒(méi)有從吸入器中攝取足夠的預(yù)期劑量或沒(méi)有足夠定期地服用）。

克服設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

雖然連接性和智能醫(yī)療設(shè)備對(duì)患者和醫(yī)生來(lái)說(shuō)是游戲規(guī)則的改變者，但它們是一個(gè)相對(duì)較新的趨勢(shì)。多年來(lái)，醫(yī)療設(shè)備工程師一直受到許多禁止因素的限制。

與往常一樣，成本是最大的挑戰(zhàn)之一。設(shè)計(jì)智能血壓計(jì)或智能吸入器所需的 SoC 和外部組件的材料清單一直是工程師試圖為這些應(yīng)用提供有意義的連接的主要障礙。

功耗和保質(zhì)期也是主要的設(shè)計(jì)障礙。醫(yī)療設(shè)備的保質(zhì)期通常很長(zhǎng)，從 18 個(gè)月到 4 年不等。使用時(shí)間很長(zhǎng)，如果 SoC 不能有效地耗電，它根本無(wú)法滿足用戶的需求。如果電池在耗盡之前不能持續(xù)超過(guò)幾個(gè)月，那么智能血糖儀對(duì)糖尿病患者有什么好處？

只有解決成本和占地面積問(wèn)題，工程師才能擴(kuò)大互聯(lián)醫(yī)療設(shè)備的覆蓋范圍和可用性。將氧化銀電池集成為芯片設(shè)計(jì)的一部分是一種前進(jìn)的方式。它們的小而薄的設(shè)計(jì)使它們更容易集成到芯片上。當(dāng)與 DC/DC 轉(zhuǎn)換器結(jié)合使用時(shí)，它們的低容量可降低電壓并確保電池容量能夠在 18 個(gè)月到 4 年的時(shí)間窗口內(nèi)運(yùn)行，并且有多余的電量。它們的一次性性質(zhì)意味著患者可以在使用后安全地丟棄他們的吸入器或注射器，包括電池。它們的可負(fù)擔(dān)性也有助于降低設(shè)備的整體 BOM 成本。

醫(yī)療設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的巨變

雖然醫(yī)療設(shè)備行業(yè)可能不以其快速的審查周期而聞名，但很難不看到這些工程師腳下的地面變化速度有多快。我們?nèi)蕴幱谥悄芑ヂ?lián)醫(yī)療設(shè)備的早期階段，但路線圖很明確：優(yōu)化組件集成、降低 BOM 成本并將功耗降低一半的新 SoC 解決方案——再加上云存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)— 為智能醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)造了一個(gè)比以往任何時(shí)候都更加肥沃的市場(chǎng)，可以起飛并向患者提供有關(guān)藥物有效性的實(shí)時(shí)反饋，并幫助提高整體生活質(zhì)量。?

審核編輯 黃昊宇