無線物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的快速發(fā)展，正在為醫(yī)療保健行業(yè)帶來革命性的變革。智能醫(yī)療設(shè)備具有小型化設(shè)計和無線連接的特點，實現(xiàn)了患者的遠(yuǎn)程監(jiān)測、精準(zhǔn)診斷和個性化治療。這一趨勢將塑造未來醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展，提供更高效、更智能和更安全的醫(yī)療保健解決方案。本文將為您介紹一些智能醫(yī)療保健設(shè)備的設(shè)計實例，以及SiliconLabs（芯科科技）、艾睿電子、eInfochips將如何協(xié)助客戶開發(fā)相關(guān)的醫(yī)療保健設(shè)備。

智能醫(yī)療保健設(shè)備提升醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率

智能醫(yī)療保健設(shè)備的快速發(fā)展得益于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的結(jié)合。這些產(chǎn)品旨在提升醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率，為醫(yī)療行業(yè)提供更精確、便捷的解決方案。

智能醫(yī)療保健設(shè)備的發(fā)展主要得力于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)賦能智能醫(yī)療設(shè)備，使其能夠?qū)崟r監(jiān)控和采集患者的生理數(shù)據(jù)，如血壓、心率、血糖水平等。運用無線通信技術(shù)，這些設(shè)備可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嘶蜥t(yī)生的終端，方便進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。此外，先進(jìn)的傳感器已被廣泛應(yīng)用于智能醫(yī)療設(shè)備中，促進(jìn)實現(xiàn)更準(zhǔn)確的健康監(jiān)測。例如，穿戴式設(shè)備利用生物傳感器監(jiān)測心電圖（ECG）、血糖值、血氧飽和度和運動狀態(tài)，幫助預(yù)測健康問題。

另一方面，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)分析，AI可通過分析大量的健康數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)更準(zhǔn)確的診斷和個性化治療建議。基于機(jī)器學(xué)習(xí)的算法能夠檢測異常數(shù)據(jù)模式，識別潛在疾病，并在問題出現(xiàn)之前發(fā)出警告。此外，隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，遠(yuǎn)程醫(yī)療得到了快速發(fā)展。移動健康應(yīng)用程序和遠(yuǎn)程診療設(shè)備，使得患者可以隨時隨地與醫(yī)生進(jìn)行交流，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，減少了就醫(yī)不便。

在上述這些技術(shù)的發(fā)展支持之下，智能醫(yī)療設(shè)備市場的規(guī)模持續(xù)增長，據(jù)統(tǒng)計，到2030年，智能醫(yī)療設(shè)備市場有望突破千億美元規(guī)模。目前主要的產(chǎn)品領(lǐng)域涵蓋穿戴式健康設(shè)備，包括智能手表、健身跟蹤器等，可用于監(jiān)測像是心率、睡眠、血壓等數(shù)據(jù)。此外，如智能心臟起搏器、血糖監(jiān)測儀等植入式設(shè)備，可用于持續(xù)監(jiān)測患者的健康狀況。也有一些屬于遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備，包括視頻會議診斷工具、智能血壓計和血氧儀，幫助醫(yī)生遠(yuǎn)程診斷和監(jiān)控患者。

智能醫(yī)療設(shè)備的主要市場驅(qū)動因素很大程度上歸因于人口老齡化，全球人口老齡化和合并癥問題加劇，慢性病患者人數(shù)增多，推動了對遠(yuǎn)程監(jiān)測和智能健康管理的需求。此外，個性化醫(yī)療的需求加劇，患者希望獲得更精準(zhǔn)和個性化的醫(yī)療服務(wù)，推動了智能醫(yī)療技術(shù)的應(yīng)用。另一方面，多個國家推出了數(shù)字健康相關(guān)的政策，鼓勵遠(yuǎn)程醫(yī)療和數(shù)字醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的增加，智能醫(yī)療保健設(shè)備的應(yīng)用將更加廣泛。未來，這些產(chǎn)品將在提高患者生活質(zhì)量、減輕醫(yī)療系統(tǒng)負(fù)擔(dān)、推動精準(zhǔn)醫(yī)療方面發(fā)揮更加重要的作用。

多功能藍(lán)牙SoC幫助貼片式胰島素泵開發(fā)

由于對安全、可靠和無線連續(xù)血糖監(jiān)測（CGM）設(shè)備的需求激增，促使糖尿病管理領(lǐng)域經(jīng)歷了一場革命，這些設(shè)備可以與患者的生活無縫集成，推動了貼片式胰島素泵技術(shù)的進(jìn)步。舉例來說，Silicon Labs（芯科科技）為韓國醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新企業(yè)CareMedi公司提供BG22小型化藍(lán)牙SoC，幫助其開發(fā)新一代的貼片式胰島素泵，大幅提升智慧醫(yī)療照護(hù)設(shè)備的應(yīng)用價值。與傳統(tǒng)貼片式泵相比，其藥物容量大1.5倍，尺寸僅有11毫米厚，20克重，佩戴舒適，并具備IP48級防水設(shè)計，支持舒適的日常活動，以及各種戶外活動。

CareMedi的CareLevo是一種革命性的可穿戴設(shè)備，由一款用戶友好的智能手機(jī)應(yīng)用過程控制，是世界上首款貼片式胰島素泵，采用CareMedi原創(chuàng)的PEOP電滲泵技術(shù)開發(fā)的超小型、低功耗電滲泵，具有3mL儲藥器，藥物注射精度在±5%以內(nèi)。電滲泵通過向多孔膜的兩端施加電壓來驅(qū)動。通過優(yōu)先考慮精準(zhǔn)的胰島素輸注、延長使用周期、提高經(jīng)濟(jì)效率和易用性，這項突破性技術(shù)可以顯著改善糖尿病患者的生活質(zhì)量。

CareMedi將Silicon Labs的多功能BG22藍(lán)牙SoC集成到其CareLevo設(shè)備中，使其成為市場上又輕又薄的無線控制計量泵系統(tǒng)。BG22在將CareLevo的電池性能顯著提高30%方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這款輕薄的可穿戴泵系統(tǒng)采用低功耗技術(shù)，可以輸送3 mL（300單位）藥物，功耗在3 mA·h以內(nèi)。

智能、小型且安全的心電圖系統(tǒng)參考設(shè)計

心電圖（ECG）是一種記錄心臟電生理活動的醫(yī)學(xué)測量。幾十年來，心電圖已廣泛用于診斷和監(jiān)測一系列心臟疾病。然而，隨著人工智能（AI）、無線通信和低功耗集成電路（IC）等現(xiàn)代技術(shù)在更小的外形尺寸上的集成，心電圖可以徹底改變心臟護(hù)理領(lǐng)域。

艾睿電子通過聚合和集成不同的技術(shù)和服務(wù)，幫助客戶開發(fā)融合人工智能、無線通信和其他高級功能的聯(lián)網(wǎng)心電圖設(shè)備。艾睿電子推出的ECG系統(tǒng)參考設(shè)計由三個主要模塊組成，包括模擬前端、處理接口和電源管理單元。模擬前端模塊負(fù)責(zé)采集、過濾和調(diào)節(jié)來自患者身體的心電圖信號。處理接口塊對采集的信號進(jìn)行數(shù)字信號處理和分析，以提取相關(guān)的診斷信息。最后，電源管理單元調(diào)節(jié)心電圖系統(tǒng)的電源并確保安全運行。

這個ECG系統(tǒng)參考設(shè)計采用先進(jìn)數(shù)字信號適配器和算法，顯著提高了心電圖機(jī)的信號質(zhì)量和準(zhǔn)確性。通過利用這些技術(shù)，心電圖機(jī)可以減少所需的物理元器件數(shù)量，從而使設(shè)備更加緊湊和便攜。物理元器件的減少還有助于降低設(shè)備的總體成本，使其更容易被更廣泛的醫(yī)療機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員使用。

該參考設(shè)計使用模擬前端（AFE）來消除噪聲，簡化采集和確保高質(zhì)量ECG信號的任務(wù)，并通過直接在MCU上運行的AI模型，邊緣設(shè)備可以做出智能決策，而無需發(fā)送數(shù)據(jù)到云端或遠(yuǎn)程的服務(wù)器進(jìn)行處理。此外，還使用低功耗藍(lán)牙（BLE）作為ECG設(shè)備上的無線通信協(xié)議，具有功耗非常低、安全可靠的無線連接，結(jié)合受到廣泛采用的BLE無線通信標(biāo)準(zhǔn)，并可允許患者使用智能手機(jī)或平板電腦連接到心電圖設(shè)備，并實時查看心電圖數(shù)據(jù)。

此外，該參考設(shè)計還結(jié)合高效的電源管理，采用USB-C可以提供電源和數(shù)據(jù)通信，并包含電池可在斷電時提供備用電源，還可以消除電源波動并減少PMIC的壓力，從而提高整體系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外，它還具有電量計可準(zhǔn)確測量電池的充電狀態(tài)，并向系統(tǒng)提供有關(guān)剩余電量的信息。

提供全面性醫(yī)療保健設(shè)備的設(shè)計服務(wù)

eInfochips是艾睿電子的子公司，提供全面性的醫(yī)療保健產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)，eInfochips專注在醫(yī)療保健設(shè)備設(shè)計服務(wù)，包括醫(yī)療保健設(shè)備的各種子系統(tǒng)組件，像是機(jī)械系統(tǒng)中的外殼、線束／電纜、電極，硬件／電氣系統(tǒng)中的傳感器／換能器／混合信號／模擬設(shè)計、電機(jī)驅(qū)動／執(zhí)行器、基于光學(xué)／視覺的技術(shù)，以及嵌入式軟件／固件系統(tǒng)中的電源管理、實時操作系統(tǒng)／固件、DSP／算法／軟件，還有數(shù)字／獨立軟件中的用戶界面／顯示系統(tǒng)、云／數(shù)據(jù)分析、移動／網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序等，eInfochips在所有的這些領(lǐng)域都擁有強(qiáng)大的設(shè)計能力。

醫(yī)療保健設(shè)備的產(chǎn)品開發(fā)生命周期（PDLC）與其他消費產(chǎn)品有所不同，醫(yī)療PDLC的差異化方面在于強(qiáng)調(diào)患者安全，并且還衍生出醫(yī)療器械的分類。eInfochips能夠確保客戶的項目參與符合這種嚴(yán)格要求，并在醫(yī)療保健設(shè)備設(shè)計典型的監(jiān)管框架上，能夠提供醫(yī)療設(shè)備硬件和軟件的設(shè)計、開發(fā)、原型和文檔服務(wù)。

eInfochips醫(yī)療保健設(shè)備設(shè)計服務(wù)是針對各種產(chǎn)品工程服務(wù)，像是設(shè)備工程中的概念產(chǎn)品設(shè)計（電氣、機(jī)械和軟件／固件）、可用性工程、詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計（系統(tǒng)／子系統(tǒng)設(shè)計和集成、BOM、外形尺寸）、維持工程、人為因素、產(chǎn)品合規(guī)性測試和認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品開發(fā)生命周期。

在數(shù)字健康工程領(lǐng)域，eInfochips提供全面的服務(wù)，包括醫(yī)療保健應(yīng)用現(xiàn)代化、生命周期管理，以及網(wǎng)頁、移動、云和桌面應(yīng)用程序的維護(hù)。它們的專業(yè)知識通過人工智能／機(jī)器學(xué)習(xí)模型的集成、創(chuàng)建和優(yōu)化，擴(kuò)展到數(shù)據(jù)洞察和分析。此外，eInfochips還提供基于云和本地的醫(yī)療保健服務(wù)，確保符合網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)以及HIPAA和GDPR法規(guī)。它們的產(chǎn)品還包括數(shù)字實驗室服務(wù)、連網(wǎng)健康和物聯(lián)網(wǎng)平臺、用戶接口和用戶體驗設(shè)計，以及連接健康系統(tǒng)的互操作性、臨床環(huán)境中的電子健康記錄（HER）和電子病歷（EMR）、成像和診斷以及更多應(yīng)用。

此外，eInfochips在臨床、監(jiān)管和合規(guī)領(lǐng)域提供高質(zhì)量的系統(tǒng)和服務(wù)。它們支持特定國家和地區(qū)的監(jiān)管事務(wù)，包括向公告機(jī)構(gòu)提交設(shè)計歷史文件（DHF），以及協(xié)調(diào)提交的流程。它們的產(chǎn)品還包括通過差距分析、DHF、RMF、DMR創(chuàng)建和重新提交，來遵守歐盟醫(yī)療器材法規(guī)（MDR）。此外，eInfochips確保遵守歐盟體外診斷法規(guī)（IVDR），進(jìn)行臨床試驗和驗證研究，并提供上市后監(jiān)測（PMS）服務(wù)，它們還專門撰寫臨床評估報告（CER）和產(chǎn)品修復(fù)。

在測試和智能自動化領(lǐng)域，eInfochips提供全面的服務(wù)，包括系統(tǒng)和軟件測試、驗證和確認(rèn)測試（非正式和正式）、測試自動化和框架開發(fā)、產(chǎn)品功能測試、回歸測試和漏洞評估和滲透測試（VAPT）等。在制造業(yè)領(lǐng)域，eInfochips提供電子制造、機(jī)械制造、包裝和標(biāo)簽以及積層制造等服務(wù)。

結(jié)語

無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正以前所未有的速度推動智能醫(yī)療保健設(shè)備的創(chuàng)新與發(fā)展。通過小型化、智能化和安全性的提升，這些產(chǎn)品不僅改善了患者的醫(yī)療體驗，還顯著提高了診療的效率與精確度。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和普及，智能醫(yī)療設(shè)備將繼續(xù)在提升患者生活質(zhì)量、優(yōu)化醫(yī)療資源利用和推動高端的健康管理智能化等方面發(fā)揮重要作用，為醫(yī)療行業(yè)帶來持續(xù)的深遠(yuǎn)影響。

本文轉(zhuǎn)載自艾睿電子微信公眾號