家用便携式医疗电子设备的差异化设计

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  •     随着更小、更便宜的便携式家用护理技术替代大型昂贵的设备,市场上的医疗保健产品数量不断增加,而半导体技术的发展推动了家用医疗保健的普及和成本的降低。

       据世界卫生组织(WHO)统计,2006年全球50岁以上的人口数量是6.5亿,并且预计到2025年这个数字将达到12亿。仅在美国,65岁以上的老人在人口中的比例就在不断上升,并且有望在未来持续上升。

       医疗保健市场非常大。据美国政府透露,美国在医疗保健领域支出了2.5万亿美元,占整个国家GDP的18%。ABI Research公司预测,到2014年将有5,900万台可佩戴的家用医疗保健设备投入使用,届时可佩戴设备的总数将达到4.2亿台,其中包括体育和健身用设备。

    Freedonia Group公司认为目前家用医疗保健设备的市值已远远超过70亿美元,其中涉及的技术包括呼吸治疗、静脉(IV)注射、透析、病人监护、轮椅、辅助步行、医疗设备和安全设备。

    今天的医疗设备能给病人提供更低成本和更加安全的监护方式,在某些情况下甚至可以在自己家里处理他们的健康状况,减少了去医院、诊所或医生办公室的需要。医疗保健正变得越来越分散化。

    便携式家用医疗保健设备包括血糖仪、血压计、心率监视器、数字体温计、脉搏血氧饱和仪、用于治疗哮喘和其它呼吸疾病的哮喘仪、用于老人和残疾人的跌落与运动检测设备以及用于体重监视和管理的数字秤,还有用于治疗睡眠呼吸暂停的设备。许多家用健身设备也通过升级增加了保健测量和管理功能。

    用于医疗设备的半导体技术

    在互联网连接的推动下,半导体IC性能和集成度得到了极大提升,进而推动着家用医疗保健设备的创新。有趣的是,这些半导体IC的发展拯救了上千条生命,并使许多人的寿命更长,这进一步提高了对保健医疗的要求,并增加了对更多医疗创新的需求。

    设计师可以充分发挥传感器、微控制器单元(MCU)、微处理器、DSP、模拟前端、存储器、电源IC和发送器与接收器的功能。FPGA也能实现许多功能。这些解决方案都能达到很高的功能集成度。

    许多IC功能正在推动家用保健医疗趋势,特别是处理器和先进的传感器。例如,DSP具有高运算能力,可用来实现新一代监护产品。

    先进的加速度计,比如ADI公司的ADXL345 iMEMS三轴数字加速度计,被广泛用于上百万台游戏机、导航设备、蜂窝电话、汽车应用和其它消费产品。这些加速度计可确保家用数字血压计的精度。它们可以检测并确保测量时手臂相对于病人心脏的正确位置,从而实现最大的测量精度。

    脉搏血氧仪是最近加入家用医疗保健监护阵营的设备之一,而血氧饱和度是继血压、心率、呼吸率和体温之后的第5个重要体症。血氧仪可以用来测量血色素携带的氧气含量。血色素是红细胞的重要部分,用来将氧气从肺部输出到人体各处组织。

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