遠程患者監護係統麵臨的五大設計挑戰
發布時間:2020-07-07 來源:Sanjay Pithadia 責任編輯:wenwei
【導讀】可穿戴式患者監護儀市場發展迅速。遠程患者監護儀幫助醫生實時監護患者,由此可預見醫療保健領域物聯網的未來。
遠(yuan)程(cheng)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)係(xi)統(tong)為(wei)患(huan)者(zhe)和(he)醫(yi)生(sheng)節(jie)省(sheng)了(le)時(shi)間(jian),可(ke)在(zai)門(men)診(zhen)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)提(ti)供(gong)患(huan)者(zhe)的(de)關(guan)鍵(jian)信(xin)息(xi)。患(huan)者(zhe)移(yi)動(dong)性(xing)也(ye)已(yi)成(cheng)為(wei)趨(qu)勢(shi),通(tong)過(guo)與(yu)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)的(de)安(an)全(quan)連(lian)接(jie),遠(yuan)程(cheng)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)儀(yi)可(ke)縮(suo)短(duan)患(huan)者(zhe)就(jiu)診(zhen)時(shi)間(jian)並(bing)避(bi)免(mian)過(guo)多(duo)電(dian)纜(lan)的(de)幹(gan)擾(rao)。如(ru)今(jin)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)產(chan)品(pin)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)生(sheng)命(ming)體(ti)征(zheng),而(er)且(qie)還(hai)可(ke)用(yong)作(zuo)個(ge)人(ren)應(ying)急(ji)係(xi)統(tong)。由(you)於(yu)這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)複(fu)雜(za)的(de)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei),致(zhi)使(shi)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)儀(yi)將(jiang)麵(mian)臨(lin)五(wu)大(da)常(chang)見(jian)的(de)主(zhu)要(yao)設(she)計(ji)挑(tiao)戰(zhan):功耗(或電池壽命)、便攜性(或大小)、患者安全、數據安全傳送和集成。
圖1所示為可穿戴式患者監護儀的高級框圖,重點介紹了電池管理、非隔離式DC/DC電源、隔離和無線接口等子係統。

圖1:可穿戴式患者監護儀的高級框圖
設計可穿戴式患者監護儀時麵臨的五大挑戰:
電池壽命
便(bian)攜(xie)式(shi)和(he)可(ke)穿(chuan)戴(dai)式(shi)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)儀(yi)通(tong)常(chang)由(you)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)。對(dui)於(yu)消(xiao)費(fei)者(zhe)而(er)言(yan),電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)是(shi)購(gou)買(mai)時(shi)需(xu)要(yao)考(kao)量(liang)的(de)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),因(yin)為(wei)大(da)多(duo)數(shu)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)儀(yi)都(dou)需(xu)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)測(ce)量(liang)和(he)監(jian)測(ce)。電(dian)池(chi)的(de)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)仔(zai)細(xi)分(fen)區(qu)、嚴格利用空間、有效利用可用電量。在狹小的空間內更有效地提供功率的同時,實現更多功能,延長時間是很重要的。諸如待機、睡眠、省電、休眠和關機等功能對於降低功耗和延長電池壽命至關重要。喚醒時間和待機功耗對於無線連接解決方案也起著關鍵作用。
用戶可以選擇低功耗微控製器(MCU)hemonijichengdianlu,danruguobuyouhuadianyuanguanlijiuwufazaishejizhongliyongdabufenzuixinjishu。weiyingyongxuanzezhengquededianyuanjiagouyitigaoxiaolvbingyanchangdianchiyunxingshijianfeichangzhongyao。
大多數設計人員認為開關控製器或轉換器有助於實現高效的電源方案,而低損耗穩壓器(LDO)的效率很差。但是LDO拓撲已逐漸優化,它們可提供極低的降壓電壓。在改善了電池充電器、中軌DC/DC轉換器和LDO的前端電源路徑後,仍然可使用負荷開關來減少關斷電流。例如,無線電模塊在深度睡眠或休眠模式下可能消耗超過10 µA的電流。負荷開關可將關機電流降低到僅10 nA(見圖2)。

圖2:增加低泄漏負荷開關,降低停機電流
便攜性或尺寸
心率監測儀、多參數貼片、連續血糖監測儀、手持式脈搏血氧儀、jianshenjianceyihehuodongjianceyizhileideshebeikeyishibianxieshiqiekechuandaileixing。zhexieshebeizhongyouxuduoshiyicixingshebei,huozhexuyaogenghuandianchi,yinciduizhengtidexingshiyaoqiuhenyange。
電池類型和充電器裝置的選型;降壓、升壓或降壓-升壓轉換器的選型;無線(或射頻)設備的封裝選型,所有這些都有助於減小產品的尺寸。
目前有一些新的技術應用在無線MCU內部集成了晶體。TI體聲波(BAW)技術可消除印刷電路板(PCB)的外部晶體足跡,從而減小布局尺寸並簡化布局布線。封裝技術的改進還可幫助實現更多的集成並節省空間。
對於遠程患者監護係統,TI BAW技術可通過安全的無線網絡提供可靠、實時的患者生命數據傳輸。
患者安全
患(huan)者(zhe)安(an)全(quan)是(shi)全(quan)球(qiu)醫(yi)療(liao)衛(wei)生(sheng)的(de)優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)項(xiang)。便(bian)攜(xie)式(shi)多(duo)參(can)數(shu)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)儀(yi)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)生(sheng)命(ming)體(ti)征(zheng),分(fen)別(bie)使(shi)用(yong)數(shu)字(zi)隔(ge)離(li)器(qi)和(he)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)隔(ge)離(li)數(shu)據(ju)和(he)電(dian)源(yuan),來(lai)實(shi)現(xian)患(huan)者(zhe)安(an)全(quan)。與(yu)隔(ge)離(li)的(de)電(dian)源(yuan)和(he)數(shu)據(ju)相(xiang)關(guan)的(de)關(guan)鍵(jian)設(she)計(ji)挑(tiao)戰(zhan)包(bao)括(kuo)輸(shu)出(chu)調(tiao)節(jie)、反饋機製、輸入電壓範圍、輸出功率和尺寸考量以及合適的電源架構。許多更新的隔離式電源模塊如德州儀器的小型UCC12050 DC / DC轉換器,都可通過增強隔離來支持500 mW的輸出功率。
安全的數據傳輸
醫yi療liao傳chuan感gan器qi補bu丁ding和he具ju有you無wu線xian連lian接jie功gong能neng的de便bian攜xie式shi病bing人ren監jian護hu儀yi需xu要yao具ju備bei一yi流liu的de安an全quan性xing。傳chuan遞di到dao護hu士shi站zhan或huo醫yi生sheng辦ban公gong室shi的de患huan者zhe數shu據ju是shi專zhuan有you信xin息xi,防fang止zhi數shu據ju盜dao竊qie是shi一yi個ge非fei常chang關guan鍵jian的de方fang麵mian。
多種安全措施可以保護患者和醫生之間的知識產權(IP)和he數shu據ju。這zhe些xie措cuo施shi應ying支zhi持chi防fang止zhi攻gong擊ji和he確que保bao病bing人ren數shu據ju傳chuan輸shu的de安an全quan,不bu僅jin在zai處chu理li和he轉zhuan換huan為wei顯xian示shi用yong的de生sheng命ming體ti征zheng參can數shu時shi如ru此ci,在zai傳chuan輸shu過guo程cheng中zhong也ye應ying如ru此ci。這zhe稱cheng之zhi為wei無wu線xian安an全quan性xing。
集成
醫用患者監護儀的開發時間至關重要,因為上市時間涉及很多標準實驗室測試和批準(全球範圍內)。通(tong)過(guo)實(shi)現(xian)與(yu)各(ge)種(zhong)雲(yun)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)連(lian)接(jie),可(ke)以(yi)最(zui)小(xiao)的(de)集(ji)成(cheng)工(gong)作(zuo)量(liang)實(shi)現(xian)家(jia)庭(ting)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)輸(shu),將(jiang)患(huan)者(zhe)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)上(shang)傳(chuan)到(dao)雲(yun)端(duan),可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)板(ban)載(zai)存(cun)儲(chu)卡(ka)的(de)空(kong)間(jian)。
諸如Bluetooth®、低功耗藍牙和Wi-Fi®之類的平台之間的代碼兼容性可減少重複嚐試代碼的次數。在多核、通用異步收發器、接口標準和多個通用輸入/輸出方麵的集成,為各種係統級需求和現成的接口提供了支持,同時還與其他處理器完成對接。
結論
醫用患者監護儀的下一個大浪潮將以極小的尺寸到來。隨著可穿戴設備和遠程患者監護儀的難題解決,並以更低、更實惠的價格將更優質的設備(尺寸更小且具有連接性)tuixiangshichang,yixuejiejiangjianzhengxindetiepianbeixunsucaiyong。congfadaguojiadeyiyuandaofazhanzhongguojiadeyuanchengyiliaozhongxinzaidaozhanchangshangdeshangbingzhenduan,kechuandaishebeidekuaisufazhanzhenggaibianzheyiliaohuanjing,qieyouzhuyutigonggenghaodezhenliao。
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在於傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯係小編進行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 矽典微ONELAB開發係列:為毫米波算法開發者打造的全棧工具鏈
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



