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医疗电子及医疗保健的发展现状及未来方向

作者:王莹 王金旺时间:2016-12-09来源:电子产品世界
编者按:医疗电子及可穿戴设备是当下结合比较紧密,也是比较热门的话题,为此,本媒体邀请部分市场调查公司和元器件企业介绍了最新市场和技术发展,以及未来发展方向。

  安全是医疗设备关键点

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/340846.htm

  就目前的情况来看,发达国家的器械的消费额远高于医药产品,而我国依然停留在医药产品消费多的阶段。总体来说,我国的医疗器械从消费水平、产品质量、技术水准方面都还处于落后的阶段,未来还有很大的发展空间。与此同时,国家政策方面也不断地加大力度鼓励医疗器械的发展,预期未来的5-10年我国医疗器械水准都会呈现不断升高的趋势。

  器械与常规的电子产品最大的不同在于,这些设备都是诊断或者治疗类的设备,关系到人体的病情诊断甚至治疗情况,严重的时候甚至会威胁人的生命安全。因此,安全是器械尤为重要的关注点,其次才是各项其他的指标。以广州金升阳科技有限公司的电源模块为例,简单罗列几个新的共性需求和挑战:

  (1)高可靠和低不良率的要求

  目前,医疗电子器械的直接受众是人体,而电源模块在整个系统中主要是用于提供整机的供电,一旦发生失效后,整个设备都会进入瘫痪状态,因此,电源模块的可靠性至关重要。一些治疗类的医疗设备一旦发生故障,比如内窥镜、除颤仪,都将会对人体带来致命的风险,因此,医疗设备用的电子产品要求不良率一定要低,广州金升阳科技有限公司目前稳定方案的医疗电源很多不良率低至30个PPM,为医疗设备的安全可靠提供了高保障。

  (2)高隔离高安全性

  医疗标准不同于常规的认证要求,为了确保设备确实安全可靠,在标准中明确规定了系统的安全距离和耐压指标需求,以更好地管理设备的安全隔离性能,避免因漏电等问题对人体造成伤害。这些距离和耐压的要求会根据应用场合和人群进行区分,按照防护方式分为MOPP(病人防护方式)和MOOP(患者防护方式),按照设备类型又分为B类、BF类、CF类。

  (3)EMC性能的要求

  医疗电子设备本身对EMC的要求并不苛刻,只要达到常规工业水准的EMC等级即可。但对于隔离电源而言,高隔离和高EMC性能这2个指标基本是相互矛盾的,尤其是EMI指标。因此,电源模块在设计过程中要很好地把握好这个度,避免问题遗留在后端。

  金升阳科技有限公司为医疗电子器械开发了专门隔离电源,能够很好的满足上面所列的各种要求,更好地为客户解决问题。其中LH15/25-20BxxMU系列AC/DC主功率电源产品以及G(H)_S-1/2WR2系列DCDC高隔离电源产品性能较为优异。

  小尺寸、低功耗封装中需要集成更多技术

  目前,用于生命体征 (vital singal) 监测的设备正在快速发展,其中,低功耗、小尺寸和设计简单性已经成为方案设计中的关键所在。包括智能手表在内的腕戴式健身和健康设备越来越受欢迎,这些设备不仅具有步进跟踪功能,而且提供相关的健身/健康指标,包括受力分析参数以及基础心率和心率变异分析等功能。

  当前,电子产品的关键之处在于能对不同运动状态下的心率准确地测量,同时并能保持低的功耗与长的电池寿命。未来电子产品的发展趋势是提供更多的生物传感功能,从而实现更全面的健康评估功能,这就需要设计者在小尺寸、低功耗方面进行更多的优化。

  Maxim致力于为客户提供创新的解决方案。Maxim在健身与健康应用领域的知识产权与经验积累使我们能够在微小、低功耗的封装中集成多项技术。

  其中,Maxim的新型健康传感平台 (hSensor平台) 是一套支持ARM® mbed™ 开发环境的超小尺寸解决方案,支持快速、简便地设计可穿戴健康和健身应用,可节省多达六个月的设计时间。该平台作为MAXREFDES100# 参考设计提供,允许设计者加载适用不同用例的算法以及配置特定应用。hSensor平台是目前市场上唯一可理想用于健康、保健及高端健身应用的完整开发平台并支持如胸带、心电图计、腕戴式设备、体温计、一次性温度计、血氧测量、智能称重仪以及生物识别等各种应用场景。

  医疗设备对可编程逻辑器件的要求

  我们可以看到医疗设备行业中在帮助加强医疗设施和改善病人护理方面的一些趋势。包括:

  • 小型化 - 小型化旨在实现低功耗、移动化、便携式、创伤性更小以及集成度更高的医疗和健康监测设备;

  • 便携式 - 电池供电,使用可穿戴设备进行检测(例如血糖监测);

  • 无线互连 - 使用电池和无线视频传输功能取代系绳和电缆,提高移动性、可扩展性和放置的灵活性;

  • 高性价比的解决方案 - 降低一次性测试和检查配套设施的成本,确保卫生和使用的便捷;

  • 高分辨率视频 - 图像分辨率更高的摄像头和显示屏,提供更好的分析和诊断功能。

  小型化、更高图像分辨率和无线技术集成的成本相比传统方案通常要高很多。直接成本会受集成到医疗设备中的元器件影响,而间接成本则来自新技术领域的研究和开发以及为无线互连标准和蜂窝数据收集引入全新的产业体系。 此外,无线、无绳、电池供电的系统带来了新的监管要求,必须确保符合质量、可靠性和安全标准。

  莱迪思提供小尺寸、低功耗和低成本的可编程逻辑器件。尺寸更小的可编程器件意味着更低的成本和功耗,这些器件是消费电子、工业和通信市场中许多应用的理想选择。我们还提供基于60 GHz SiBEAM技术的无线视频互连解决方案。

  我们在无线和有线领域的专业经验可帮助医疗设备制造商快速开发满足其独特需求的解决方案。我们的关键技术已经得到很多医疗应用的采用,如采用60 GHz毫米波技术的WirelessHD®模块,已经在全球范围内获得监管部门的批准。我们的HDMI®视频互连芯片组已应用于众多数字电视和家庭影院产品中,而随着医疗应用对高分辨率视频的需求不断提升,这一领域带来的发展机遇也将日益增长。

  参考文献:

  [1]Gaurav Mital.可穿戴设备:如何延长电池续航时间[J].电子产品世界,2015(9):15-16.

  [2]Mark de Clercq.传感器、集成和电源管理的进步推动可穿戴技术的发展[J].电子产品世界,2016(5):21-23.

  [3]Roberta Cozza,Michele Reitz,Annette Zimmermann,等.2017年至2018年十大可穿戴技术与功能展望[J].电子产品世界,2016(9):4-5.

  [4]孙丽萍,蔡光跃,周银锦,等.手持式医疗设备电源的纹波和噪声的分析和测量[J].电子产品世界,2016(11):73-75.


本文来源于中国科技核心期刊《电子产品世界》2016年第11期第8页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。


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