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

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

SoC 設計中的一些進步包括新的集成電路，它們同時減少了功率足跡、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)療設備是另一個重大飛躍，這對于組件集成和占用空間的原因以及解決醫(yī)療設備本身的安全處置問題是必要的。這兩項發(fā)展都使互聯(lián)醫(yī)療設備工程在材料清單 (BOM)、功耗和制造物流方面更加可行。

互聯(lián)醫(yī)療設備如何改善患者治療效果

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)為醫(yī)療設備創(chuàng)造了新的機會，通過增加傳統(tǒng)離線設備的連接性來更好地為醫(yī)生和患者服務。

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

智能吸入器是醫(yī)療設備連接的另一個創(chuàng)新應用。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。但今年早些時候發(fā)表的一項研究發(fā)現(xiàn)，84% 的患者在兩次吸氣之間沒有等待 30 秒（建議的最短時間）。

事實上，54% 的人甚至沒有等待 15 秒。當患者沒有正確使用吸入器時，他們就沒有得到正確劑量的藥物。因此，這些設備并不像它們可能和需要的那樣有效。而且，當然，患者不知道他們沒有正確使用吸入器，因為醫(yī)生不在現(xiàn)場提供反饋。

添加與吸入器的連接直接解決了這個問題。智能吸入器實時測量設備的使用情況，為患者提供有關吸入效果、接受劑量、接受頻率等的即時反饋。這對患者來說是有用的信息，因為它可以即時提醒他們何時以及如何使用吸入器來獲得全部效果。但它對制藥公司也很有用。這些公司不是依靠用戶問卷來衡量他們的設備的有效性（這些問卷通常由患者根據(jù)他們認為自己使用吸入器的方式而不是他們的實際行為來填寫），而是獲得關于用戶行為的即時和準確的數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)需要進行調(diào)整。?

血壓 (BP) 計是醫(yī)療設備的另一個例子，通過使其更智能而得到改進。通常，如果您需要測量血壓，您可以在醫(yī)生辦公室進行。但對于許多患者來說，去醫(yī)生辦公室旅行是一段壓力很大的時期。僅僅在醫(yī)生辦公室或醫(yī)院可能會使一個人的血壓讀數(shù)高于平時，從而導致數(shù)字不準確。在家中使用聯(lián)網(wǎng)的血壓計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。這對醫(yī)生和患者來說都是更高質(zhì)量的信息，從而導致更準確的診斷和處方。

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

克服設計挑戰(zhàn)

雖然連接性和智能醫(yī)療設備對患者和醫(yī)生來說是游戲規(guī)則的改變者，但它們是一個相對較新的趨勢。多年來，醫(yī)療設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。設計智能血壓計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)期也是主要的設計障礙。醫(yī)療設備的保質(zhì)期通常很長，從 18 個月到 4 年不等。使用時間很長，如果 SoC 不能有效地耗電，它根本無法滿足用戶的需求。如果電池在耗盡之前不能持續(xù)超過幾個月，那么智能血糖儀對糖尿病患者有什么好處？

只有解決成本和占地面積問題，工程師才能擴大互聯(lián)醫(yī)療設備的覆蓋范圍和可用性。將氧化銀電池集成為芯片設計的一部分是一種前進的方式。它們的小而薄的設計使它們更容易集成到芯片上。當與 DC/DC 轉換器結合使用時，它們的低容量可降低電壓并確保電池容量能夠在 18 個月到 4 年的時間窗口內(nèi)運行，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。它們的可負擔性也有助于降低設備的整體 BOM 成本。

醫(yī)療設備和物聯(lián)網(wǎng)的巨變

雖然醫(yī)療設備行業(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——再加上云存儲和大數(shù)據(jù)的爆炸式增長— 為智能醫(yī)療設備創(chuàng)造了一個比以往任何時候都更加肥沃的市場，可以起飛并向患者提供有關藥物有效性的實時反饋，并幫助提高整體生活質(zhì)量。?

審核編輯 黃昊宇