时间:2023-04-20 18:10:11
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了4篇医疗技术范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
1972年,英国工程师发明了CT扫描仪,它能把几万张X光图像聚合成一张清晰度极高的大脑图片。随后研制的扫描仪已能扫描整个人体。从那以后,这项技术得到了迅速发展,日趋成熟。
随着医疗成像技术的改进,现在放射学家已经能给人体内部拍出清晰而精细的图片。放射学和超声技术的进步帮助诊断、预防和治疗疾病,其精确程度令人惊叹。成像技术还能指导外科医生进行手术直视检查和活组织检查。正电子发射体层照相术、磁共振成像等先进技术可以用来研究器官的生理功能。最新的医疗成像方法(科技上称为单光子发射计算机体化层摄影,或简称SPECT)可以拍摄出体内器官活动的三维图像。
超声波诊断是根据声波在人体内各部分产生的反射信号制成计算机化图形。超声波技术操作简便、安全、无损伤性,广泛用于各种疾病的诊断。过去20年来,它为胎儿疾病的早期诊断和治疗创造了良机。(当然,准父母也很想看看孩子在母胎里的模样!)新近,研究人员利用分辨能力很高的超声波记录来研究胎儿的行为,并记录胎儿大脑的早期发育状况。
我已经提过磁共振和正电子发射扫描仪,但我还想谈谈这两种用于人体和大脑研究的安全、无损伤性方法。磁共振是把人体置于磁场中,测量其身体的能量。然后计算机把测量到的数据转化成精细的图像。人们把这项技术发展利用,研制出功能性磁共振成像技术;它可以放大身体的各个部位,包括大脑的特殊区域,探测它们是如何运作的。它可以把人讲话时、解决问题时,或做各种各样的事情、甚至如搓搓手那样的动作时身体发生的点滴变化拍出极其精细的图片,实在令人惊叹。
正电子发射体层扫描与磁共振成像不同,它不仅能显示大脑的结构和功能,而且还能揭示大脑如何使用能量。研究人员进行正电子发射体层扫描,就等于把大脑耍弄的化合物,能释放粒子,称为正电子。由于它与大脑的主要能量来源葡萄糖很相似,大脑就“上当受骗”,接受了化学追踪剂,并试图用它来给大脑的各种活动提供能量。通过正电子发射体层扫描,我们可以测量大脑的活动程度,还可以记录和测量大脑各个区域的血流、氧气的使用情况、蛋白质的合成,以及神经传送体的释放与控制(神经传送体是特殊的大脑化学物质,它能把信息从一个大脑细胞传送到另一个大脑细胞)。
代表:胶囊内镜
上述医疗新技术中2/5(约1778亿美元)的市场份额来自内科诊断技术,包括核医学成像、胶囊内镜等。
美国弗若斯特沙利文咨询公司的报告显示,近十年来,医用成像技术将成像时间缩短为几秒,拍出图像是三维、全彩的,能在很大程度上取代过去的穿刺活检。比如核医学成像技术为肝纤维化的无创检查打下基础;胶囊内镜让患者免受痛苦。胶囊胃镜比普通胶囊略大,有一个米粒大的摄像头。吞下后,它会以每秒两张的速度拍照,并将照片实时发送到体外图像记录仪中,6~8小时后随大便排出。医生只需分析收集到的照片,就可对胃肠道的状况一目了然。胶囊胃镜甚至实现了在家检查,然后用手机、电脑将照片发给医生,就可能早期发现胃癌等。但它也有弊端,如8小时拍出的5万张照片中,七八成是没有诊断价值的,而且存在盲区。这些问题需要厂家和医生合作解决。
分子诊断,定位癌症
代表:分子靶向治疗
顶尖科学杂志《自然・遗传学》早在几年前就将分子诊断技术列为十大健康技术之首。它在遗传病、传染病、肿瘤等的预防、诊断以及个体化治疗上发挥巨大作用。
以肿瘤为例,世卫组织的《全球癌症报告2014》指出,2012年,中国癌症死亡人数为220万,占全球总数的26.8%,我国肿瘤患者的治疗效果仍不理想。解决之道在于提高早期诊断率及对晚期肿瘤进行精确治疗。约八成肺癌患者就诊时已属晚期,失去手术机会。传统化疗属“试错治疗”,往往按照指南选择一种化疗方案,2周期治疗后评价疗效,有效则继续原方案,无效则更改方案。该模式疗效不佳且副作用较大。研究表明,肿瘤的发生发展往往与基因异常有关,比如肺癌,特别是肺腺癌,多存在特定的驱动基因。要明确驱动基因,就需要分子诊断来帮忙。找到特定基因,给予针对性的分子靶向治疗,疗效好且副作用小。比如携带EGFR敏感突变基因的晚期肺癌患者,给予EGFR-TKI(如吉非替尼、厄洛替尼等)靶向治疗,疾病控制率可达90%,患者无需住院,生活质量很高。许多药企因此投身该领域,分子诊断市场以15%~18%的年增长率递增。
微创技术,缩小伤口
代表:微创内固定
1987年,法国医生穆雷完成了世界首例腹腔镜胆囊切除术,开创了微创外科新纪元。几十年来,从胃肠镜到腹腔镜,微创概念已深入到各医学领域。有国外学者将微创外科、基因工程、器官移植并称为21世纪医学发展三大主流。
骨科微创技术正引领方向。以老年骨质疏松患者最易发生的股骨粗隆问骨折为例,过去多采用动力髋螺钉,也就是“打钢板”固定,创伤大,患者需长期卧床,易诱发血栓。随后,伽马钉等微创设备的开发克服了手术切口大的问题,但不能把伤骨完全复位。对此,总医院骨科医院院长唐佩福设计出内侧支撑髓内钉,通过微创内固定技术,在伤骨内侧增加一个固定。该技术让患者可以早下地,避免发生致死性并发症,并得到国家食药监总局的认证、批准,并在国内推广。
药物输送系统,按需给药
代表:纳米晶体技术
国外报告显示,附加有药物输送系统(DDs)的药品已占据约1108亿美元的市场份额。DDs早期研究集中在缓控释制剂上,让患者打一针就能维持较长时间。比如醋酸亮丙瑞林微球、曲普瑞林微球、利培酮微球等在肿瘤、代谢性疾病、精神病的治疗中应用广泛。
近几年,DDs研究的主要目标是弥补因药物本身化学结构所导致的生物利用缺陷。比如美国阿维马克斯(AvMax)公司开发的肠道滞留技术,使药物在生物利用度最佳的小肠停留,保持对幽门螺杆菌的作用,治疗消化性溃疡。美国义隆(Elan)公司的纳米晶体药物输送技术包含一种防止聚集和改善溶解的赋形剂,解决了择时给药问题,药物输送与人体节律同步,保持24小时均衡的血药水平,在高血压的治疗上已产生效果。美国麻省理工学院的斯蒂芬・莫顿研发了一种治疗癌症的双药、延时纳米输送系统,可避免癌细胞对化疗药产生抵抗。可见,纳米技术是DDS发展的重要方向。
非侵入性检测,取代穿刺
代表:唾液体测血糖
血液、羊水、骨髓……这些液体的指标是许多疾病的诊断依据。但获取它们需要穿刺,有侵入性,不仅给患者带来痛苦,还容易交叉感染。像糖尿病患者更需要不间断监测血糖,治疗依从性较差。
基于生物传感器技术的非侵入性检测设备的发展,为患者带来希望。美国普渡大学的科学家发明一种传感器,能通过泪液和唾液检测糖尿病,还可诊断帕金森病和老年痴呆症。加州大学旧金山分校临床与转化遗传学系副主任玛丽・诺顿博士则开发出非侵入性产前检查技术,可检出超过80%常见染色体三倍体异常(如唐氏综合征),有望取代绒毛膜取样和羊水穿刺。
随着可穿戴医疗的发展,非侵入性检测技术有望走进千家万户,实现全天候监测。比如以色列BIG公司开发出手表式血糖监测装置,通过测量生物电阻变化监测病情。但美国科技杂志《收集世界》提出,无创血糖检测技术仍处于开发初期,尚无产品上市。如何保证数据更准确、分析更可靠,是此类设备面临的技术难题。
移动医疗,保证安全
代表:医院信息化
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)34-0091-02
医疗质量作为医院管理的核心,主要的功能是提升医院的医疗管理,现在的很多医疗信息技术能够面向大众开展数字化、网络化以及智能化的关键服务理念,在加大医疗信息技术以及医疗质量的前提下,很多发达国家比较澳大利亚、美国等国家,都建立和健全医疗质量发展体系。在医疗环境下开展相关的质量管理能够为我国的各项医疗事业改革提供好的方案。
1 医疗质量的内涵
1.1 医疗质量的概念
医疗质量主要可以划分为广义和狭义,广义方面解释医疗质量主要包括:安全性、及时性、有效性,另外涉及医疗服务的效率和效益。狭义的医疗质量主要包括医务人员的技术水平、疾病的整体防治效果。所以经常说的医疗质量主要是在现有医学知识的前提下,由于医疗卫生服务的降低,患者不满意的程度以及满意的程度。
1.2 医疗质量的结构
三级构成质量主要包括:环节质量、基础质量、终末质量。这三级结构之间相互影响,相互制约。基础质量作为医疗服务质量的关键所在,主要包含的内容有:技术、规章制度、人员等。环境质量主要是指各个医疗环境,也可以称之为过程质量。由于区域卫生信息的逐步深化,现在医疗信息网络已经得到普及和应用,比如经常运用的医疗方式有远程医疗、双向转诊,改善患者的就医局限;另外,为让环境质量得到延伸,可以分为院内环境质量和院际环境质量。环节质量以及结构质量是终末质量的综合,其主要基础是数据,通过收集、总结、分析数据,评价整个理疗效果评定,并且反馈结果。
2 医疗管理的主要方法
2.1 医嘱闭环管理
信息技术的应用,可以方便医院管理,以往传统管理医生的很多住房都是需要忽视或者陪护人员记忆,由于工作中的疏忽,很容易遗忘,轻则减缓病情康复,重则会引发危害患者生命安全。当运用信息技术后,医生嘱咐记住的注意事项会通过医院的信息系统传到病区,护士在巡房的过程中可以一一检查和核算,发现问题马上改正,同时引入条形码技术和无线技术,下达医嘱、核准并且执行动态闭环管理。
2.2 临床用药管理
信息技术干预临床用药,提高用药的合理性。执行抗生素分级管理模式,根据职称控制抗生素,对于抗生素的使用要有明确的规定,避免越级使用,另外抗生素的使用量加大的情况,需要有特殊的说明。所有的使用要经过值班主任审核,才能开具使用药量。信息系统也要提供其相关的监督平台,要求职能科室在此进行检查,进一步监管手术患者的抗生素使用情况,并且详细标明医嘱规定的手术抗生素的使用量、间隔时间、品质,根据手术切口情况严格控制用药,避免抗生素的滥用。
2.3 运用电子格式化单据
在应用现代化信息技术的过程中,需要推行电子单据,这样做的最终目的是能够有效地降低流程差错率。取消手工化验单的填写,根据各个科室具体的工作情况,设置不同的电子申请单据。当医生开具化验单时,要根据申请单据填写适当的内容,字迹工整,避免字迹潦草辨认不清。检验科室需要建立相关的条形码,运用仪器自动地识别检验,报告可以直接进行网络传输,如果检测值出现异常,需要系统自动报警,这将在很大程度上减少人工操作带来的误差。
2.4 严格的准入管理
运用医院管理系统,严格执行各项准入流程,这样才能从根源控制好管理医疗质量。准入管理的严格性主要包括以下三个方面:第一,人员的严格准入管理,根据临床医生的职称情况,运用系统分配处方,病历的各项权限,严禁处方开具人越级。另外专项授权病理科、放疗室,严格的控制来院的实现研究生,对外聘请的专家,并且详细的填写进院时间以及离院日期,如果在规定权限没有离开,权限将会自动的注销,根据情况可以重新申请或者延期;实现学生的权限要与带教教师相关联,系统将会分配其书写病历的权利。第二,手术分级严格管理医院管理系统中需要建立比较明确的分级管理、要根据人员的具体资质进行不同级别的手术和授权。获得授权的手术人员开展手术之前需要申请、记录、安排手术操作,并且在强化过程中准入医疗技术。第三,资质的准入管理,进行系统设置的时候要求只有获得资质的临床医师,才能获得批准后有调整处方的权限。
2.5 理疗信息化管理的业务流程
医疗信息技术主要是连接门急诊和住院业务的重要纽带,把病人就医的全过程看我着眼点,充分利用先进的医疗信息系统,全程化的开展医疗质量管理,确保医疗的安全和有效性。
3 医疗管理中各个主要环节
在现代医疗卫生服务系统中医疗信息技术是服务体系的主要支撑技术,其发展对实现医疗卫生管理的转变有着深远影响、在深化改革的过程中,为我国的医疗事业构建提供信息化的保障措施,可以分为以下两类;
3.1 面向医疗质量的信息技术
改技术主要解决医疗质量的正常运行,也是医院运作的物质基础以及必备条件,其中包含人员、技术、物质等问题,可以为医疗事业的发展提供坚实的基础保障;典型系统,比如医院的自动化系统、物质系统和设备管理系统等相关系统。
3.2 面向环节的质量系统
改项系统主要是解决医疗过程中的各个细节,将细节信息化,典型系统主要是解决医院协同医疗的远程系统,双向转诊系统和区域卫生信息网络的建设,主要是解决院内相关的医疗信息以及医生和护士工作站等相关问题。
4 理疗信息技术在医疗管理中的应用要点
4.1 技术应用的主要优势
1) 全程实时观测
医疗信息技术让医疗服务实现信息化的发展进程,对患者和医疗活动信息进行及时有效的查询。信息技术的建立不断能够控制医疗质量模式,让质量控制的重点呈现具体化特征,这样就能有效的解决质量操控等技术方面的问题,完善医疗质量。
比如,医疗系统的整个业务流程中根据调查显示,如果运用信息技术管理医院,其整个的管理效率将会加大,整个流程将会节约部分时间,比如以医疗质量的OLAP分析,由于部分分析内容都不是事先制定的,所以在实际业务开展过程中要根据查询系统进行分析,就是OALP(on line analytical proccessing,联机分析处理)这样的处理方式更为灵活,并且在病例数据库的支持下正常运行,能提供多维视图的动态分析报表,这些功能和office的透视功能表格相类似。如图1所示。
使用过程中要让系统自定义分配好字段(维度)和汇总的字段(度量以及相关的各类统计指标)然后根据实际查询情况分析要进行拖拽的字段、列字段等。其中分析出的维度包括:医疗单位、医疗科室、医生、病例分析等,需要分析的度量包括:病危率、优良率等统计分析指标。
2) 多方控制保障信息的透明
质量控制需要在多方控制的前提下,确保整个诊疗过程的公开和透明化,这将在很大程度上突破医疗质量化规医院自己的限制条件,将有利于卫生监管部门以及患者监督医院服务系统,更有利于医疗质量以及指导相应的医疗活动,有效地进行全程的质量控制,在保障医疗质量的前提下,达成患者的满意。
4.2 管理过程中的注意事项
1) 监控信息安全问题,信息安全问题的时时监控,能够保障医疗活动中信息流产生的准确无误,但是在质量化管理全面推进的过程中,不但要重视操作人员的素质,更要对其应用的系统开展相应的规范,在确保信息安全的前提下,避免信息泄露的情况产生。
2) 多方质量参与机制
由于信息技术医疗质量管理参与平台较多,所以要构建共同的质量控制机制,在改善和完善质量管理的过程中,建立多方参与机制,可以让质量控制参与主体在平台上开展相关的质量控制,相互的监督,这样能够方便医疗质量的稳步提升。
3) 构建与质量信息相关的信息化指标,由于信息技术在医疗管理中的应用,可以对信息技术进行有效的调控,所以质量管理信息化标准十分重要。信息化体系的建立不但能够增强医疗服务质量的整体预警控制系统,更能推动医疗质量的完善,因而在工作中不要忽略相关质量信息化管理指标的构建。
5 结束语
国内医疗事业的发展,带动医院信息化的发展,现在我国的国内各类医院正在经历三个阶段,第一阶段是财务信息化管理,第二阶段是患者医疗信息化管理,第三阶段是临床信息共享信息化管理。不同的三个发展阶段,让医院积累较多的数据和资料,通过对这些资料和数据的运用,让相关管理人员总结有价值的信息,为医院的智能化监管提供数据基础支持。
参考文献:
[1] 吴信东, 叶明全, 胡东辉, 等. 普适医疗信息管理与服务的关键技术与挑战[J]. 计算机学报, 2012(5): 23-24.
[2] 车永茂, 吴丽娟, 徐道亮, 等. 基于信息技术的医疗质量管理路径探索[J]. 中国卫生质量管理, 2014(2): 21-22.
关键词:医疗电子;模拟;MCU;连接器
DOI: 10.3969/ j.issn.1005-5517.2013.12.002
医疗对高性能模拟混合信号的挑战
ADI公司亚太区医疗行业市场经理王胜指出,医疗设备种类众多,其要求也各不相同,但其共性都包括:高集成度,低功耗,小体积,系统级方案以及专业的技术和商务服务,当然,合理的价格也是成功的必要因素之一。
便携医疗领域的各类电子医疗设备要求电子元器件更高的集成度,更小的尺寸以及更低的功耗;高端医疗设备要求更快的速度,更高的精度,更紧凑的高集成度,当然更好的稳定性和安全性以及合理的价格控制已成为共性的需求。
除了传统的个人医疗电子设备如血压计、血糖仪等因其技术和市场都已很成熟,从而受到全球消费者的认可外,其他新的技术和应用也将带动未来的便携式消费类医疗电子设备市场的发展。例如,针对个人和家庭应用的生命体征信号检测等。在2013年,值得关注的的变化是在越来越多的传统的非医疗保健类的消费电子产品中嵌入生命体征信号检测的功能。
目前,中国本土医疗设备制造商正逐步向中高端高技术附加值的方向开发产品,如高端彩超、多层CT以及高端监护类产品等去扩大国内外的市场份额,我们期望能看到越来越多的接近并达到同行业最高技术水平和产品性能的本土品牌不断涌现。但我们认为这些成功绝不是技术盲目效仿的结果,而是能够找到自身的技术优势和特点,针对特定的细分市场而开发出具有技术和性能竞争优势的产品。单一的低成本已不再是赢得市场的唯一法宝,其在技术、产品定位和市场策略方面的创新同样至关重要。当然,我们必须把握开发成本相对较低,项目开发及执行效率较高的优势,也要迎合市场发展的新需求,例如移动及便携式的发展,确实扩大新产品的投入,争取早进入,早引领,并获得快回报。
医疗设备制造商要想进入市场并在市场上保持长期增长,进而不断增加市场份额, 通常有两个方面需要注意:其一是要有核心技术,其二是要有良好的市场策略和营销渠道。而两者都要与时俱进,不断地进行创新。
医疗保健是趋势
Maxim Integrated战略市场事业部医疗设备应用总监John DiCristina指出,全球范围内医疗保健的费用支出很高且在不断增长。如果能够使医疗保健系统更接近病患,并最终走入家庭,将有效降低医疗保健成本、提高收益、提升生活质量,这种可预测性医疗保健系统将是发展的趋势。让越来越多的人拥有现代化医疗保健产品,因此对便携性的要求也越来越高。在医疗保健市场,医疗设备联网越来越普及,数据可以处处共享,安全就成了大问题,医疗设备生产商将更多的注意力转向安全保护,确保患者隐私、数据的真实性、患者安全以及设备生产商自身保护。
高精度模拟的重要性
高技术硬件(如集成电路,IC)的哪些特征会在不断变化的医疗市场中取得竞争优势呢?“在我看来,答案非常简单,但不很明显。”Exar高性能模拟产品应用工程副总裁 Craig Swing说。我们生活在一个数字世界,但人类不是数字。人类是模拟生物,我们有5种感官:视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,这才是模拟的核心。数字仿真如视频、音频和许多触摸屏应用程序等许多东西,仍通常需要系统里的某种模拟数字电路(ADC),或数字模拟电路(DAC),才使其工作。这就意味着要采用数字处理中必要的数字电路系统,将模-数电路(ADC)和数-模电路(DAC)以及必要的原本为模拟电路的缓冲或感应放大器集成在一起,去开发未来市场中占据主导地位的专用标准产品(ASSP)。这就是为什么Exar使用最先进的连接、电源、数据压缩、模拟信号链的核心竞争力来开发下一代应用特定标准产品,为我们的客户开发新一代的医疗设备!
这些ASSP开始与核心放大器、DAC、ADC模拟电路一样独立存在。但经过精心规划,这些细胞可以结合必要的数字电路,使系统工作。这可能听上去像SoC(片上系统)技术,但其实不是。所以往往SoC开发者专注于数字电路作为系统的中心部分,在我看来,这不会为许多下一代医疗IC赢得未来。为什么?因为人类是模拟的,如果你正确使用模拟,其余的会随之而来。因此,对于高技术医疗IC,SoC开发和ASSP开发之间是有区别的。SoC开发更关注数字电路,而ASSP开发则更专注于满足消费者,病人和医疗监督者需求的模拟电路。
需要注意的另外一件事情是,接口模拟人类需求所需要的模拟电路系统既可归入高频类,也可分入高精密应用类。高精密应用有时在实现上可使用低成本的数字工艺和电路技术,但这些需要在开发超大规模复杂电路上予以投入,以减轻工艺上所带来的噪音和电压不精确等负面影响。因此,要在性能最优和成本最低方面做到优化,通常情况下,纯粹的模拟解决方案就可获得最佳的效果。这可以在集成电路级上实现,有时,如果将数种集成电路技术(模拟和数字)集成到同一个组件之内,也可以在MCM(多芯片模块)上实现。这对于高频应用而言同样正确。通常,这些会涉及到低噪声、高带宽放大器。从SoC的观点来看,在实现上存在难度;但如果从ASSP的角度来看的话,高频应用的模拟电路是可以开发出来的,因为在此情况下,各种模拟功能变成了使系统为消费者、患者以及医疗机构工作“必须要有”(must have)的电路。
总之,医疗设备与IC硬件都在以加速度扩张来满足市场需要,Exar致力于提供模拟解决方案,结合数字电路,丰富人类体验!
可穿戴产品对MCU的挑战
Silicon Labs公司微控制器产品市场总监Daniel Cooley谈到,要创造出能成功地满足所有这些挑战的可穿戴计算设备,需要开发人员考虑以下设备特性和功能。
为了以经济的价格来提供这些产品特性,便携式医疗设备、健康和健身追踪器的开发人员必须在设计中将分立式元器件的数量降至最低,以降低系统成本。半导体供应商也承担了提供功能丰富的嵌入式控制解决方案的任务,要在严格的功耗和成本预算内实现性能和可靠性的提升。这些便携式医疗设备的设计核心正是节能型的微控制器(MCU),如Silicon Labs基于ARM技术的EFM32 Gecko MCU,它在超低供电电流下可带来优异的处理性能。
像所有的便携式电池供电设备一样,个人医疗设备和可穿戴活动监测器需要极致的能效来使电池寿命最大化。一些设备使用可充电电池,而其他的产品则设计为使用高性价比的用户可置换的锂离子或AAA电池即可运行数周或数月。例如Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU就是这类电池供电便携式应用的理想选择,因为它们在所有能耗模式下都提供行业领先的能效。
易用性也是便携式医疗/健康追踪器产品的根本要求,因为它可减少由操作员失误所致的测量错误。这类用户友好型设备应该要求最简易的用户交互,以实现正常的操作、一种简单化的用户输入(例如更少的按钮和流畅的软件菜单)和大型容易查看的显示(如带背光的大型液晶显示器)。为了支持这些功能,MCU必须提供现场可编程非易失性存储器(通常为系统内可编程闪存),以及灵活的I/O配置来充分利用有限的管脚。
个人医疗市场广泛使用了通用串行总线(USB)接口,来支持标准化的数据和信息传输,而不受限于哪家设备制造商。个人医疗设备制造商可从各种各样的、带片上USB控制器的8位和32位MCU中选择,也可考虑各种单芯片、“即插即用”桥接解决方案,它们支持从USB转接到UART、从USB转接到SMBus和I2C、甚至从USB转接到I2S(使终端产品能够容易地添加音频功能)。USB桥接极大地简化了USB在个人医疗设备设计的实现流程。桥接芯片通常用所有必需的USB软件实现了预编程,消除了开发人员必须具有很深的专业知识来实现复杂的USB规范这一局限。
数据的无线传输将使个人医疗、保健和健身应用的连接变得更容易和更方便。RF发射器和接收器与MCU协同一致工作,能为多样化的便携式/可穿戴设备应用提供无线连接。此外,无线MCU——如Silicon Labs基于ARM的 Ember ZigBee SoC这样的单芯片器件,集成了一个MCU内核并带一个RF收发器——现在就能广泛地提供给医疗/健康追踪器的开发人员。无论使用何种连接方式或系统架构,通信协议栈在MCU中将需要更多的代码空间。因此,在更小占位面积的器件中具有更大的内存将是日益增长的需求。
助听器刚刚兴起
安森美半导体消费类健康产品线高级经理Jakob Nielsen说,对于中国本土企业的特点,以助听器为例,当前中国市场对听力方案的需求刚刚兴起(例如为数众多的较小公司目前正推广多种多样的助听器方案,同时也在开发具有更多功能及优势的下一代助听器)。此外,有些公司专注于因应人工耳蜗需求,这些人工耳蜗通常旨在用于患有严重听力障碍的儿童。中国本土的助听器制造商可以采用像安森美半导体这样领先半导体供应商提供的先进预配置DSP系统,快速地从设计转向生产,加快产品上市,在市场竞争中占有利位置。
严苛环境对连接器的挑战
为乡村诊所制造医疗电子诊断和监控设备的设计工程师面对开发用于严苛环境中的产品的挑战,比如极端的温度和非传统震动、振动。这些情况通常在医院设置环境中并不存在。
在设计耐受严苛条件的设备时,医疗系统互连产品的选择是一个关键的考虑事项。领先的互连产品制造商采取的一个方法是堆叠具有极低侧高(0.7mm高)的PCB板对板连接器,具有窄的占位面积(2.5mm宽),这样的互连产品通常具有高保持力、双触点系统,提供强大的电气信号完整性锁定。
领先的互连产品供应商提供的堆叠连接器材料是额定温度高达260℃的高温LCP塑料,并且镀有闪亮的金层(最小4μ”),这是用于严苛环境的最好的信号触点镀层材料。另一个关键的互连特性是小间距,范围为 0.2mm。
由于医疗设备设计人员需要在更薄、更小的空间中装入越来越多的功能,具备这些特性的连接器至关重要,因而连接器密度和热管理成为挑战。
与传统的冲压成型连接器相比,微机电系统(MEMS)技术正在帮助减少60%的空间需求,微型柔性板对板(flex-to-board)和板对板应用中的MEMS技术已经经过测试,可以耐受最高60G震动/振动。此外,这项技术能够提供最高5A的连接电流,实现低功率。当处于严苛应用中时,这些特性可让医疗设备运行良好。
医疗电子的三个变化及挑战
风河智能系统部门总经理Santhosh Nair 称,相对于席卷全球的物联网大潮,医疗电子领域对这种技术似乎有点滞后。值得欣慰的是,这个情况已经开始改观了。这主要体现在以下几个方面:第一,移动健康的概念和相关产品开始引起人们的关注;第二,随着BYOD(Bring Your Own Device,自带设备)在各个领域的兴起,有些医院也开始接受一些患者把个人平常在家使用的健康护理设备带入医院来使用;第三,医疗设备开始呈现集中化(Consolidation)的迹象,以便节省空间和能耗。
医疗电子领域接纳物联网概念之所以相对滞后,也是有其客观原因的。这些原因依然是必须逾越的挑战。
第一大挑战就是基础设施的更新。尽管无线网络覆盖率越来越高,电子产品越来越普及,但与之配套的医疗环境基础设施仍然是传统上比较老旧的。大多数厂商都比较热衷于人们直接看到的终端医疗设备的研发制造,对于处于后台的基础设施方面的投资热情还不高。
第二大挑战是产品整个生命周期的成本仍然难以管理控制。医疗影像设备、血液透析机、心脏除颤器等设备每年都有很大的采购量,但这些设备的更新换代却很慢,有些型号十几年都没有换,因为法规非常严格,而制造商也不愿意冒风险去改变任何功能,更别说利用软件来实现设备的更新换代了!这跟一般消费电子产品几个月就换代的周期相比是极大的反差。
第三大挑战是信任度问题。医疗行业对电子系统的信任度相对滞后。其实,能源、航空等重要领域也是如此。相比之下,银行业就走得比较靠前,ATM早就十分普及了,许多业务都可以在网上办理。面对面的金融服务已经过度到比较复杂的理财业务了。
你可以想象,不论是医务人员还是患者,她们日常生活都习惯了使用智能手机、平板电脑,在医院或者健康护理的时候却不得不使用款式老旧的医疗设备,那种反差是多么明显。大家一定都希望医疗设备也可以尽快跟上时代的进步。
对中国本土企业来说,中国已经是全球制造大国,说明中国是有能力开发和制造出让全世界满意的设备,当然包括医疗设备。中国要把已有的竞争优势发挥出来,就必须补上自己的"短板",这就是从产品设计到制造都遵循国际标准与规范。尽快获得国际规范认证,是中国医疗设备提升并进入国际市场的敲门砖。
部分厂商的产品和方案
ADI
AD8232:单导联心率监护模拟前端
ADI针对各类生命体征监护应用推出了一款低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端(AFE) AD8232,专为满足新兴的健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求而设计。AD8232 AFE将健身和医疗监护的价值和性能提升到一个新的水平。中卫莱康科技发展有限公司基于ADI单导联心率监护仪模拟前端AD8232设计实现的主打产品:“心博士”远程心电监测仪,目前该产品已具备实时心电监测和血压、血糖、血脂和运动数据上传及管理功能。
Maxim
就可穿戴医疗部分,Maxim的体征监测服(FIT shirt)代表了未来医疗保健的一个发展趋势。该体征监测服能够以三导联心电图方式监测心电信号;此外还集成加速计,能够监测活动量,报告脉搏速率;内部还包含温度传感器,能够监测体温。所有监测数据通过蓝牙上传到智能手机,这就是第一代体征监测服。现在正在研发第二代体征监测服,将包含更多的Maxim产品:将使用Maxim自己的加速计、自己的蓝牙RF芯片,还将在产品内增加安全功能。Maxim不仅会增加蓝牙无线接口,还会增加近场通信接口。
村田MEMS传感器创“主动智能生活”概念
智能医疗领域,村田的MEMS设计和制造技术造就了体积小,功耗低的性能,这使村田在内置式医疗领域占有领先地位。
“主动安全检测”是村田在医疗领域不得不提的一个主张。突发性疾病,如心脏病,往往给治疗带来了被动性,即使是在病房里,从病情发生到处理,这之间的滞后性也可能随时为生命安全直接造成威胁。因此,在临床上,我们更需要提前对各种突发性的疾病进行早起预防。例如借助心脏冲击扫描:村田高精度的MEMS加速度传感器,可通过感知人体的心跳引起的机械振动为医生快速精确地提供患者的心率,每博输出量,呼吸率,心率变异性等指标。这针对心脏瓣膜病,冠心病等的早期检测,能提供重要的参考数据。再比如高风险的植入式心脏起搏器的应用,通过村田独有的3D传感器技术,实现了对于患者人体运动状态的检测并动态调整搏动输出量。换言之,传统的心脏起搏器,通过每分钟固定输出一个搏动量来支持心脏病患者的心脏搏动需求。但通过村田的MEMS加速度传感器,可以感知患者的不同运动状态诸如奔跑,上下楼梯,睡眠,下蹲等,进而根据这些运动状态所需要的心脏搏动能力,动态调整每分钟的输出量。此外,村田还有能够在手术以及治疗过程中更灵活方便地调节角度变化以及捕捉动态影像的倾角传感器,以及用于眼压监测、脑压监测等领域的元器件。
安森美
安森美半导体的可穿戴医疗设备研发活动着重于三类关键领域:听力健康、病人监测及疼痛管理。这些领域的特征是需要小巧、可穿戴、采用电池供电的设备,都包含两项关键技术特征:超低电平的信号感测、信号处理及控制。
在助听器领域,安森美提供公开可编程的DSP方案及预配置DSP系统,这两种方案的特征包括领先业界的性能参数,如24位高精度计算及超高音频保真度。安森美的可编程DSP方案可使客户能够使用全集成开发环境,应用他们自己独特的音频处理算法。
风河