家用便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的差異化設(shè)計(jì)

隨著更小、更便宜的便攜式家用護(hù)理技術(shù)替代大型昂貴的設(shè)備，市場(chǎng)上的醫(yī)療保健產(chǎn)品數(shù)量不斷增加，而半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)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(jì)，2006年全球50歲以上的人口數(shù)量是6.5億，并且預(yù)計(jì)到2025年這個(gè)數(shù)字將達(dá)到12億。僅在美國(guó)，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(chǎng)非常大。據(jù)美國(guó)政府透露，美國(guó)在醫(yī)療保健領(lǐng)域支出了2.5萬(wàn)億美元，占整個(gè)國(guó)家GDP的18%。ABI Research公司預(yù)測(cè)，到2014年將有5,900萬(wàn)臺(tái)可佩戴的家用醫(yī)療保健設(shè)備投入使用，屆時(shí)可佩戴設(shè)備的總數(shù)將達(dá)到4.2億臺(tái)，其中包括體育和健身用設(shè)備。

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

今天的醫(yī)療設(shè)備能給病人提供更低成本和更加安全的監(jiān)護(hù)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(shè)備包括血糖儀、血壓計(jì)、心率監(jiān)視器、數(shù)字體溫計(jì)、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(yùn)動(dòng)檢測(cè)設(shè)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(shè)備。許多家用健身設(shè)備也通過升級(jí)增加了保健測(cè)量和管理功能。

用于醫(yī)療設(shè)備的半導(dǎo)體技術(shù)

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

設(shè)計(jì)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(chǔ)器、電源IC和發(fā)送器與接收器的功能。FPGA也能實(shí)現(xiàn)許多功能。這些解決方案都能達(dá)到很高的功能集成度。

許多IC功能正在推動(dòng)家用保健醫(yī)療趨勢(shì)，特別是處理器和先進(jìn)的傳感器。例如，DSP具有高運(yùn)算能力，可用來實(shí)現(xiàn)新一代監(jiān)護(hù)產(chǎn)品。

先進(jìn)的加速度計(jì)，比如ADI公司的ADXL345 iMEMS三軸數(shù)字加速度計(jì)，被廣泛用于上百萬(wàn)臺(tái)游戲機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備、蜂窩電話、汽車應(yīng)用和其它消費(fèi)產(chǎn)品。這些加速度計(jì)可確保家用數(shù)字血壓計(jì)的精度。它們可以檢測(cè)并確保測(cè)量時(shí)手臂相對(duì)于病人心臟的正確位置，從而實(shí)現(xiàn)最大的測(cè)量精度。

脈搏血氧儀是最近加入家用醫(yī)療保健監(jiān)護(hù)陣營(yíng)的設(shè)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(gè)重要體癥。血氧儀可以用來測(cè)量血色素?cái)y帶的氧氣含量。血色素是紅細(xì)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(shè)計(jì)，安森美公司表示。安森美在三年前收購(gòu)了高級(jí)定制IC領(lǐng)先制造商AMI半導(dǎo)體公司。一些半導(dǎo)體IC制造商可以提供家用保健醫(yī)療應(yīng)用所需的完整信號(hào)鏈功能。