醫(yī)療設(shè)備逐漸從“可攜式”到“可穿戴式”

醫(yī)療保健不再是醫(yī)院的專利，爾后與人們的日常生活將愈來愈緊密。醫(yī)療設(shè)備正逐漸從“可攜式”發(fā)展為“可穿戴式”，這意味著醫(yī)療設(shè)備能被長期、連續(xù)使用;然而，可攜式設(shè)備為設(shè)計人員帶來許多新的挑戰(zhàn)，本文將探討設(shè)計上所面臨的挑戰(zhàn)并進一步提供解決之道。

電離子滲入療法 針對局部治療提高療效并減少副作用

尼古丁貼片、防暈貼片是被大眾所熟悉的可穿戴式產(chǎn)品，這類產(chǎn)品為新一代電子產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。其中，電離子滲入貼片是新一代電子產(chǎn)品中新興的應(yīng)用。電離子滲入療法藉由電流讓藥物透過皮膚完成注入。滲入皮膚的藥物電離后溶解在水溶液中，隨后敷在貼片中的電極上;這種經(jīng)過特殊配制的電離混合物可在直流電流的作用下滲入皮膚。取決于藥物和所治療的病癥，大多數(shù)貼片可在任何部位使用數(shù)分鐘至數(shù)小時。電離子滲入療法具有多種優(yōu)勢。譬如，注射器注射會使藥物分布在全身，而電離子滲入療法可讓藥物在局部達到極高的劑量水平;這種局部用藥治療法，能提高療效并減少副作用。

隨著電子技術(shù)及低價、高效能微控制器(MCU)的發(fā)展，生產(chǎn)低成本的一次性藥物分配器已成為可能;許多消費者已在使用自助式電離子滲入產(chǎn)品，針對多種病癥(包括頭痛、唇泡疹和皺紋)進行給藥。

價格低、體積小電離子滲入貼片設(shè)備設(shè)計上的最大挑戰(zhàn)

設(shè)計人員在設(shè)計電離子滲入貼片設(shè)備時面臨了許多挑戰(zhàn)，其中，最大的挑戰(zhàn)在于將關(guān)鍵電子元件制成可穿戴式組件，該組件在使用1次后就可能被丟棄，于是，貼片電子元件必須相當(dāng)?shù)蛢r。由于貼片元件屬于小型的一次性產(chǎn)品，在設(shè)計上受到許多限制，例如電池的成本與容量;此外，設(shè)計方案應(yīng)便于修改，以實現(xiàn)其它功能，如更改藥物劑量、灌注持續(xù)的時間。

設(shè)備必須產(chǎn)生足夠的電壓，并在規(guī)定的一段時間內(nèi)維持特定注入劑量所需的電流，才能使藥物透過皮膚完成注入。升壓穩(wěn)壓器用于將電池的低電壓升高到足夠的準(zhǔn)位，進而讓所需電流通過皮膚。可使用成本低廉的鈕扣式鋰電池或者堿性電池為電子貼片元件供電。要同時滿足成本和功能要求，則需要小巧又高度集成的 MCU.Microchip的8接腳8位元PIC12F1822 MCU就可用于這種設(shè)備，其具有內(nèi)部10位元ADC、固定參考電壓、比較器、PWM、硬件計時器和EEPROM，可滿足設(shè)計的集成要求。固定參考電壓可消除對穩(wěn)壓器或外部參考電壓源的需求，并使設(shè)計保持在8接腳MCU范疇內(nèi)，以降低成本并縮小電路板尺寸。

電子技術(shù)的創(chuàng)新正在推動穿戴式醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展，患者可長期將設(shè)備穿戴在身上，從而提高生活質(zhì)量與醫(yī)療保健質(zhì)量;下周我們將介紹具監(jiān)測功能的可穿戴式設(shè)備，以排卵預(yù)測設(shè)備為案例，分享生育監(jiān)測領(lǐng)域的全新應(yīng)用，并進一步探討設(shè)計人員所面臨的挑戰(zhàn)及解決之道。