隨著新基建的發展，5G同大數據、人工智能等前沿科技一起形成合力，全面促進傳統行業的數字化、智能化轉型，醫療行業正是其中之一。醫療資源分布不均，跨地域就診難，一直是醫療行業發展的痛點。隨著5G時代的到來，高可靠性低時延的高速數據傳輸讓這些擺在眼前的就醫難題有了被化解的希望。

而醫療保健繼續朝著自我治療的方向發展，不再需要每次去醫院現場治療。除了幫助減少身體接觸外，新技術還使普通民眾獲得了用于自我監測和遠程治療的醫療保健工具，而這在以前是無法實現的。

無論是為老齡化人口提供移動性、幫助控制傳染病、縮短緊急響應時間或向農村地區提供醫療服務，在這樣的時代，遠程醫療都已變得十分重要。

在本白皮書中，我將介紹對遠程醫療行業產生重大影響的新技術發展，還會介紹醫院和家庭面臨的相關設計挑戰。這些挑戰包括如何感知生命體征、盡可能降低功耗、提高準確性和可靠性、改善連接性，以及在尺寸受限的應用中集成多種功能。

內容概覽

本白皮書介紹影響遠程醫療行業和相關設計挑戰的技術發展。

1.生物傳感

與生物傳感和可穿戴醫療設備相關的設計非常復雜。

2.電源優化

便攜式和可穿戴式患者監護儀通常都是由電池供電，電池壽命便成為了差異所在。

3.連接

連接性是患者監測系統和遠程醫療保健設備的一個關鍵方面。

4.數據安全性

患者數據是專有信息，數據盜竊是一個嚴重的威脅。

解決生物傳感應用中的設計挑戰

與生物傳感和可穿戴醫療設備相關的設計通常非常復雜。圖 1 顯示了如何通過無線方式監控不同位置的多個患者，在醫院護士站的監視器上顯示他們的生命體征。由于每個患者的用例都不同，在功耗、尺寸和連通性方面，設計的復雜性也在增加。

圖 1.適合多個患者的無線生命體征監測。

模擬前端 (AFE) 器件（協助將數字電子產品與醫療應用中使用的噪聲、時間和光敏傳感器連接起來）對遠程醫療終端設備（例如，脈動式血氧計和心率 監測器）產生了重大影響。AFE 器件有助于應對與醫療應用相關的典型挑戰，包括患者監護系統的可靠性、可穿戴設備的功耗以及非標準外圍設備的靈活性。

生物傳感 AFE 支持心率監測和變異性，外周毛細血管血氧飽和度 (SpO2)、助聽器和光學血壓測量， 以及許多其他生物傳感功能。AFE4400等AFE與用于傳感和 LED 故障檢測的片上光學元件和診斷程序完全集成在一起，從而提高了脈動式血氧計系統的可靠性。用于非標準連接的高度可配置時序控制器以及在正常和待機運行期間能夠實現低靜態電流的超低功耗特性，使得 AFE 非常適合緊湊、電池供電的可穿戴電子設備和基于光學的測量和監測。

除了脈動式血氧計，可穿戴式溫度貼片是患者溫度監測應用中的新興趨勢。鑒于體溫可以幫助揭示高危患者的健康狀況，對于那些需要持續遠程監測的人來說，這些貼片越來越受歡迎，而且價格也相當實惠。為醫學診斷目的而進行的溫度測量必須符合美國測試與材料協會的最大誤差值，而滿足這些值需要考慮一些設計因素。例如，減小誤差值的一種方法是在隔離其他環境熱源的同時進行良好的熱接觸。德州儀器 (TI) 優化了高精度、低功耗TMP117M 數字溫度傳感器，以便更大限度地減少自發熱；該傳感器采用超薄型小外形尺寸無引線封裝，使其可以用于皮膚 IC 熱傳遞。

圖 2 顯示了多參數患者生命體征監護儀前端參考設計，這一多參數患者監測設計由電池供電，用于測量心臟電活動、SpO2 或呼吸等生命體征。此系統使用多個 AFE（AFE4403 和 ADS1292R） 和 TMP117 溫度傳感器，以便準確地測量脈沖特性、電氣活動和皮膚溫度 (±0.1°C)，同時提供用于起搏器檢測應用的起搏檢測模塊的連接。盡管由于電極的特性和光信號的波動，生物傳感應用通常需要可配置的增益和數據速率，但使用高度可編程的模數轉換器（例如，ADS1292R）有助于管理生物電勢。

圖 2.多參數前端參考設計。

責任編輯：xj

原文標題：新基建發展下，半導體新技術如何推動遠程醫療應用的發展？

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