家用便攜式醫(yī)療電子設備的差異化設計

隨著更小、更便宜的便攜式家用護理技術替代大型昂貴的設備，市場上的醫(yī)療保健產品數(shù)量不斷增加，而半導體技術的發(fā)展推動了家用醫(yī)療保健的普及和成本的降低。

據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計，2006年全球50歲以上的人口數(shù)量是6.5億，并且預計到2025年這個數(shù)字將達到12億。僅在美國，65歲以上的老人在人口中的比例就在不斷上升，并且有望在未來持續(xù)上升。

醫(yī)療保健市場非常大。據(jù)美國政府透露，美國在醫(yī)療保健領域支出了2.5萬億美元，占整個國家GDP的18%。ABI Research公司預測，到2014年將有5,900萬臺可佩戴的家用醫(yī)療保健設備投入使用，屆時可佩戴設備的總數(shù)將達到4.2億臺，其中包括體育和健身用設備。

Freedonia Group公司認為目前家用醫(yī)療保健設備的市值已遠遠超過70億美元，其中涉及的技術包括呼吸治療、靜脈(IV)注射、透析、病人監(jiān)護、輪椅、輔助步行、醫(yī)療設備和安全設備。

今天的醫(yī)療設備能給病人提供更低成本和更加安全的監(jiān)護方式，在某些情況下甚至可以在自己家里處理他們的健康狀況，減少了去醫(yī)院、診所或醫(yī)生辦公室的需要。醫(yī)療保健正變得越來越分散化。

便攜式家用醫(yī)療保健設備包括血糖儀、血壓計、心率監(jiān)視器、數(shù)字體溫計、脈搏血氧飽和儀、用于治療哮喘和其它呼吸疾病的哮喘儀、用于老人和殘疾人的跌落與運動檢測設備以及用于體重監(jiān)視和管理的數(shù)字秤，還有用于治療睡眠呼吸暫停的設備。許多家用健身設備也通過升級增加了保健測量和管理功能。

用于醫(yī)療設備的半導體技術

在互聯(lián)網連接的推動下，半導體IC性能和集成度得到了極大提升，進而推動著家用醫(yī)療保健設備的創(chuàng)新。有趣的是，這些半導體IC的發(fā)展拯救了上千條生命，并使許多人的壽命更長，這進一步提高了對保健醫(yī)療的要求，并增加了對更多醫(yī)療創(chuàng)新的需求。

設計師可以充分發(fā)揮傳感器、微控制器單元(MCU)、微處理器、DSP、模擬前端、存儲器、電源IC和發(fā)送器與接收器的功能。FPGA也能實現(xiàn)許多功能。這些解決方案都能達到很高的功能集成度。

許多IC功能正在推動家用保健醫(yī)療趨勢，特別是處理器和先進的傳感器。例如，DSP具有高運算能力，可用來實現(xiàn)新一代監(jiān)護產品。

先進的加速度計，比如ADI公司的ADXL345 iMEMS三軸數(shù)字加速度計，被廣泛用于上百萬臺游戲機、導航設備、蜂窩電話、汽車應用和其它消費產品。這些加速度計可確保家用數(shù)字血壓計的精度。它們可以檢測并確保測量時手臂相對于病人心臟的正確位置，從而實現(xiàn)最大的測量精度。

脈搏血氧儀是最近加入家用醫(yī)療保健監(jiān)護陣營的設備之一，而血氧飽和度是繼血壓、心率、呼吸率和體溫之后的第5個重要體癥。血氧儀可以用來測量血色素攜帶的氧氣含量。血色素是紅細胞的重要部分，用來將氧氣從肺部輸出到人體各處組織。

脈搏血氧儀(圖1)可以采用許多傳統(tǒng)的IC來設計，安森美公司表示。安森美在三年前收購了高級定制IC領先制造商AMI半導體公司。一些半導體IC制造商可以提供家用保健醫(yī)療應用所需的完整信號鏈功能。