智能型医疗设备需求为何迅速崛起

本文作者:admin       点击: 2011-10-13 00:00
前言:
开发有助于提升病患照护的先进电子设备,一直是医疗设备设计工程师所面对到的挑战。在过去的10年左右,我们已看到医疗设备市场已经有了长足的进步,其范围包括从易于使用的血压和血糖值家庭监控装置,到医院开刀房里使用的综合诊断影像设备、尖端机器人技术和雷射外科设备等。

医疗产业逐渐采用与消费性电子和通信产业相同的电子设计策略和部件,这是目前产业发展上的一项重大趋势,而这些策略和部件正是推动消费性电子和通信产业在最近几年快速增长的主因。新的设计策略以不断增长的小型化、移动性和便携性需求为中心 —— 这点可从下一代智能型电话和其它手持装置,以及笔记型计算机和平板计算机大量地出现在市场上,得到印证。

为什么这些相同的市场推动力(对小型化、移动性、便携性和易用性等愈来愈大的需求) 也会同样地推动着电子和医疗设备的融合,其背后的原因是很容易理解的。由于医疗照护的成本不断地上升,也提高了对病患管理的家庭监控和治疗设备之依赖。在医疗照护提供者方面,他们对更具创新性、价格合理且可应用于诊断实验室、医院和诊所的电子设备之需求也比以往来得大。

扩展的光互连解决方案是一种光纤互连解决方案,它可提供只需最少清洁的高密度光学互连,同时在数以千计的匹插周期 (mating cycle) 提供可重复且可靠的光学性能。

主要的技术发展趋势

下述多种发展趋势正影响着医疗器材设计工程师的创意,也影响着工程师设计独特且以解决方案为基础的医疗产品时所需之关键要素。

移动性:
远距医疗是经由无线通信技术来提供医疗照护的服务和信息。两种远距医疗方式正指出相关器材的发展方向:在医疗专家之间或他们之中经由宽带网络传送诊断影像和测试结果;并且在家中建立医师和病患之间的直接连接。

光纤及激光技术:
在数字影像和诊断应用中,光纤缆线取代铜缆的情形愈来愈多。光纤缆线的连接性可提供更快的速度,以便让下载的时间更短,并确保更加可靠且无失真的 (distortion-free) 电气信号传输,从而提升影像质量。光纤缆线可以省去接地环路和EMI/RFI,这可在视频显示器上提供更高的核磁共振影像 (MRI)和X射线影像的清晰度。
光纤也被应用在复杂的雷射手术设备中,而在执行大量的微创性治疗 (minimally invasive therapeutic)手术时,这种设备成为一种首选工具的情形也愈来愈普遍。在雷射手术中,雷射光线的传输是以直径小于0.5mm的柔性光纤 (flexible optical fiber)来担纲的。

小型化和便携性:
医疗设备针对更小的、更具便携性外形尺寸的需求,而将嵌入式电子部件和互连产品的小型化推动到史无前例的微小尺寸。例如,针对手机和掌上型设备所设计的微小型连接器,现已发展成可行的医疗设备解决方案。
在选择微型连接器时,产品开发人员必需仔细评估和比较市场上所供应的产品,以确保可满足所有的性能和可靠性要求。目前一款已在市场上贩卖的连接器具有极小的间距 (0.40 mm) 且扁平 (高度为0.70 mm),并有多种配置,以因应不同器材的设计。

使用者的接口按键和开关:
在家庭监控医疗器材的使用者接口面板和触点开关设计中,易于使用和美观是主要因素。有鉴于白色家电产业的发展,薄膜开关不仅要具有极佳的价值性能比,而且还要坚固、易于清洁和可以凭直觉使用。设计要素可以包括嵌入式LED、导电膜(dome array)、硅胶键盘部件和多种语言能力。
关键性的设计因素

医疗器材设计工程师为确保每款产品的安全性、性能和可靠性而必须考虑的主要因素包括:产品操作环境 (例如医院、诊断实验室或家庭),互连密封性(interconnect sealing) 的要求、生物兼容性、凭直觉的操作方式、抗菌性 (resistance to sterilization) 和使用寿命长。

一旦考虑这些因素,设计工程师可能发现有必要调节和修改商用现货 (commercial off-the-shelf, COTS) 部件,以满足特定应用的需求。在许多情况下,采用修改后的现货 (modified off-the-shelf,MOTS) 可能是一种实用的替代方法,可以实现某种客制化的水平而不会有客制化模具的成本负担。