高精度與低功耗的醫療保健產品解決方案
發布時間:2024-12-06 責任編輯:lina
【導讀】suizheyiliaojishudexunsufazhanhequanqiuduijiankangguanlixuqiudezengjia,gaojingduyudigonghaodeyiliaobaojianchanpinzhengzhujianchengweixingyequshidehexin。zheleichanpinbujinnenggoutigongzhunque、及ji時shi的de健jian康kang數shu據ju,還hai大da幅fu延yan長chang了le設she備bei的de使shi用yong壽shou命ming,滿man足zu了le便bian攜xie式shi和he長chang期qi監jian測ce需xu求qiu。從cong可ke穿chuan戴dai設she備bei到dao遠yuan程cheng健jian康kang監jian控kong係xi統tong,這zhe些xie解jie決jue方fang案an正zheng為wei個ge人ren和he醫yi療liao機ji構gou提ti供gong更geng有you效xiao的de管guan理li方fang式shi,同tong時shi降jiang低di了le能neng耗hao,提ti升sheng了le患huan者zhe體ti驗yan。本ben文wen將jiang探tan討tao像xiang是shi血xue糖tang儀yi與yu皮pi膚fu貼tie片pian等deng創chuang新xin技ji術shu在zai醫yi療liao保bao健jian領ling域yu的de應ying用yong,以yi及ji由youMurata(村田製作所)所推出的相關解決方案。
suizheyiliaojishudexunsufazhanhequanqiuduijiankangguanlixuqiudezengjia,gaojingduyudigonghaodeyiliaobaojianchanpinzhengzhujianchengweixingyequshidehexin。zheleichanpinbujinnenggoutigongzhunque、及ji時shi的de健jian康kang數shu據ju,還hai大da幅fu延yan長chang了le設she備bei的de使shi用yong壽shou命ming,滿man足zu了le便bian攜xie式shi和he長chang期qi監jian測ce需xu求qiu。從cong可ke穿chuan戴dai設she備bei到dao遠yuan程cheng健jian康kang監jian控kong係xi統tong,這zhe些xie解jie決jue方fang案an正zheng為wei個ge人ren和he醫yi療liao機ji構gou提ti供gong更geng有you效xiao的de管guan理li方fang式shi,同tong時shi降jiang低di了le能neng耗hao,提ti升sheng了le患huan者zhe體ti驗yan。本ben文wen將jiang探tan討tao像xiang是shi血xue糖tang儀yi與yu皮pi膚fu貼tie片pian等deng創chuang新xin技ji術shu在zai醫yi療liao保bao健jian領ling域yu的de應ying用yong,以yi及ji由youMurata(村田製作所)所推出的相關解決方案。
血糖儀與皮膚貼片改良慢性病人的生活
血糖儀(BGM)是shi通tong過guo傳chuan感gan器qi來lai測ce量liang葡pu萄tao糖tang氧yang化hua酶mei產chan生sheng的de電dian信xin號hao,通tong過guo檢jian測ce葡pu萄tao糖tang氧yang化hua酶mei和he葡pu萄tao糖tang之zhi間jian的de酶mei促cu反fan應ying所suo產chan生sheng的de電dian流liu來lai進jin行xing血xue糖tang水shui平ping的de測ce量liang,由you於yu傳chuan感gan器qi具ju有you溫wen度du特te性xing,因yin此ci需xu要yao進jin行xing溫wen度du補bu償chang。此ci外wai,熱re敏min電dian阻zu可ke用yong來lai監jian測ce微wei型xing計ji算suan機ji和he電dian源yuan的de異yi常chang發fa熱re,並bing保bao護hu微wei型xing計ji算suan機ji免mian受shou由youUSB引起的過電流的影響。
血糖儀的種類主要可分成SMBG(血糖自我監測)與CGM(連續血糖監測)兩liang大da類lei,不bu過guo其qi檢jian測ce原yuan理li大da致zhi相xiang同tong,幾ji乎hu全quan部bu類lei型xing的de血xue糖tang儀yi都dou是shi通tong過guo測ce量liang體ti液ye中zhong的de葡pu萄tao糖tang與yu葡pu萄tao糖tang脫tuo氫qing酶mei反fan應ying產chan生sheng的de電dian流liu量liang來lai測ce量liang血xue糖tang。SMBGshitongguozhijiejiancexueyezhongdeputaotang,zaixueyeyangbenzhongtianjiamei,xueyezhongdeputaotangzaimeidezuoyongxiazhuanhuaweiputaotangsuan,tongshishifangchudianzi,dianzibeijietibuhuo,ranhoushijiadianyashidianziyujiezhifenli,tongguokuazufangdaqi(TIA)檢測與血液中葡萄糖量成比例的電流,來計算出血糖值。
另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),皮(pi)膚(fu)貼(tie)片(pian)是(shi)一(yi)種(zhong)創(chuang)新(xin)的(de)醫(yi)療(liao)技(ji)術(shu),正(zheng)逐(zhu)漸(jian)在(zai)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)領(ling)域(yu)得(de)到(dao)大(da)量(liang)應(ying)用(yong)與(yu)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)。這(zhe)些(xie)貼(tie)片(pian)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)輕(qing)薄(bo)且(qie)柔(rou)軟(ruan)的(de)材(cai)料(liao),具(ju)備(bei)高(gao)度(du)的(de)生(sheng)物(wu)兼(jian)容(rong)性(xing),能(neng)夠(gou)直(zhi)接(jie)貼(tie)附(fu)於(yu)皮(pi)膚(fu)上(shang),實(shi)現(xian)多(duo)類(lei)健(jian)康(kang)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)與(yu)疾(ji)病(bing)管(guan)理(li)。皮(pi)膚(fu)貼(tie)片(pian)可(ke)以(yi)持(chi)續(xu)測(ce)量(liang)人(ren)體(ti)生(sheng)理(li)參(can)數(shu),如(ru)心(xin)率(lv)、血氧濃度、血糖、tiwendeng,bingtongguowuxianjishujiangshujuchuanshudaozhinengshoujihuoyiliaoxitongzhong,shixianshishijiankong。duiyuhuanyoumanxingjibingdehuanzhe,rutangniaobinghuoxinxueguanjibing,zheleitiepianketigongzhunquedeshuju,bangzhujishitiaozhengzhiliaofangan,yufangweixianqingkuangdefasheng。
此ci外wai,皮pi膚fu貼tie片pian除chu了le監jian測ce功gong能neng外wai,還hai可ke以yi作zuo為wei藥yao物wu輸shu送song係xi統tong,直zhi接jie將jiang藥yao物wu透tou過guo皮pi膚fu釋shi放fang到dao體ti內nei。這zhe種zhong方fang式shi適shi用yong於yu長chang時shi間jian或huo持chi續xu藥yao物wu釋shi放fang的de治zhi療liao,如ru止zhi痛tong藥yao、激素治療等,不僅減少了患者的痛苦,還提升了藥物利用率,並避免了口服或注射所帶來的副作用。
隨著物聯網(IoT)和人工智能(AI)技術的結合,皮膚貼片越來越智能化。通過收集大量個人體征數據,這些貼片可以配合AIjinxingshujufenxi,congerweihuanzhetigonggexinghuadejiankangjianyiyuzhiliaojihua。ciwai,zaiyuanchengyiliaodefazhanguochengzhong,pifutiepiantigonglewendingdeshujulaiyuan,yishengkeyiyuanchengzhakanhuanzhedejiankangshuju,shixianyidizhenduanyuzhiliao。
由於信息及通信技術(ICT)的發展(特別是雲服務的普及)、shenghuohuanjingdebianhuaherenkoulaolinghuadailaideshenghuofangshixiangguanjibinghuanzhedezengjia,yijiyiliaofeiyongdebiaoshengdengshehuihuanjingdebianhua,yiliaobaojianheyiliaolingyudeshebeihefuwuzhengzaixunsugaibianqimianmao。yongyurichangjiankangguanlidelianxuxuetangyi(CGM)與皮膚貼片設備,也正在經曆設備小型化、與雲連接等變化。
完整的產品線滿足醫療保健設備的設計需求
Murata的產品線相當完整,將通過提供小型通用元器件(電容器、電感器等)為產品小型化和提高設計靈活度做貢獻,其中包括提高通過網絡連接(如Bluetooth® Smart模塊等無線通信模塊)進行的日常健康管理的便利性。
在連接功能上,Murata可提供Bluetooth®模塊、LPWA模塊、LTCC濾波器/巴倫器(LFL/LFB/LDB係列),在傳感器方麵,可提供熱敏電阻(NCU係列)、磁性傳感器(AMR傳感器MR係列),在時序器件方麵,可提供晶體諧振器(XRC係列)、陶瓷諧振器CERALOCK(CST係列),在電源供應部分,可提供氧化銀電池(SR係列)、隔離DC-DC轉換器模塊(NXJ1/NXJ2係列)、隔離門驅動電源模塊、熱敏電阻(NCU係列),在聲音元器件方麵,可提供壓電擴音器(PKMCS/PKLCS係列)等產品。
此ci外wai,貼tie附fu在zai身shen體ti上shang的de皮pi膚fu貼tie片pian中zhong的de熱re敏min電dian阻zu不bu僅jin可ke以yi檢jian測ce體ti溫wen,還hai可ke以yi檢jian測ce內nei部bu零ling件jian的de異yi常chang發fa熱re。在zai護hu理li和he醫yi療liao領ling域yu備bei受shou關guan注zhu的de皮pi膚fu貼tie片pian包bao括kuo腫zhong瘤liu磁ci場chang治zhi療liao儀yi極ji片pian,以yi及ji用yong於yu監jian測ce心xin電dian圖tu(ECG)、皮膚電反應(GSR)和血氧飽和度(SpO2)等(deng)類(lei)型(xing)。熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)體(ti)溫(wen),還(hai)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)微(wei)型(xing)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)電(dian)源(yuan)的(de)異(yi)常(chang)發(fa)熱(re),以(yi)確(que)保(bao)其(qi)在(zai)身(shen)體(ti)上(shang)安(an)全(quan)佩(pei)戴(dai)。在(zai)腫(zhong)瘤(liu)磁(ci)場(chang)治(zhi)療(liao)儀(yi)極(ji)片(pian)中(zhong),熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)可(ke)放(fang)置(zhi)於(yu)一(yi)次(ci)性(xing)理(li)療(liao)電(dian)極(ji)貼(tie)片(pian)的(de)中(zhong)央(yang),每(mei)個(ge)貼(tie)片(pian)使(shi)用(yong)8個熱敏電阻器,4個貼片組合成一個陣列(總共32個熱敏電阻器),電極貼片的使用時間為48小時(不能超過72小時)。
Murata 可用於皮膚貼片的產品陣容也相當多,包括溫度傳感器中的熱敏電阻(NCP/NXR係列),用於控製器的熱敏電阻(NCP係列),用於連接功能的 Bluetooth® Smart 模塊(LBCA/LBMA係列)、Wi-Fi 模塊、熱敏電阻(NCP係列),以及電源供應部分的熱敏電阻(NCP係列),電池方麵的鈕扣型二氧化錳鋰電池(標準型),還有提供可追溯性的 RFID 標簽(LXMS/LXTB係列),時序器件則有晶體諧振器(XRC係列)等。
熱敏電阻提升醫療保健產品的檢測精度
Murata的熱敏電阻發展已經有60多年的曆史,在1962年實現PTC熱敏電阻的世界初次量產,並持續積聚經驗,不斷創新,至今仍在進行熱敏電阻的超小型化,以及高性能類產品的研發和推行。Murata熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)具(ju)有(you)高(gao)質(zhi)量(liang),在(zai)原(yuan)材(cai)料(liao)與(yu)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)上(shang)下(xia)功(gong)夫(fu),其(qi)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)帶(dai)來(lai)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing),目(mu)前(qian)已(yi)經(jing)擁(yong)有(you)市(shi)場(chang)居(ju)首(shou)占(zhan)有(you)率(lv)與(yu)豐(feng)富(fu)的(de)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan),在(zai)供(gong)貨(huo)上(shang)產(chan)能(neng)充(chong)足(zu),並(bing)能(neng)優(you)於(yu)領(ling)先(xian)同(tong)業(ye)的(de)分(fen)析(xi)、評估服務,以及定製化測評服務。
Murata的NTC熱敏電阻可用於溫度檢測與溫度補償,例如NCP/NCU係列與FTN係列,PTC熱敏電阻(POSISTOR®)的PRF係列則用於過溫保護,PRG係列則用於過流保護。Murata並可協助客戶進行技術支持,包括電路優化與熱設計。
用於溫度檢知的NCU/NCP係列擁有產品線豐富、產能充足、質量穩定的優勢,並取得安全標準認證(UL1434,檔案號E137188)。在血糖儀應用中,NTC熱敏電阻可用來對“環境溫度”jinxingchuangan,tongguozaishizhiyuyiqidejiekoufujinjiaremindianzu,laijianjiedishishijiancedizaifanyingcaoduandexueyewendu,qijingdushoushizhidegouzaojicailiaoyingxiang,tongchangwuchazai±1℃~±2℃之間。此外,NTC熱敏電阻也可用於電池模塊的溫度檢測,因為目前主要的血糖儀用MCU都是低電力消耗型的,對電池模塊的運作時間的溫度檢測相當重視。另一方麵,用於過流保護的PRG係列則在過電流情況下,可在阻值上升之後,使回路回歸正常狀態,可當作血糖儀的自複保險絲。
醫療用的低功耗AMR傳感器與時鍾器件
在CGM應用中,可以使用AMR傳感器(磁性開關)來執行設備喚醒功能,也就是當用戶打開密封包裝時,可通過AMR開關自動啟動BLE功能。Murata的AMR傳感器MRMS534R具有低功耗,可在低電壓下運作,且尺寸相當小巧。Murata AMR MRMS534R傳感器的電流功耗平均僅有0.08μA/1.5V(最大0.2μA/1.5V),可在低電壓(Vcc<1.5V)下運行,感應角度窄,因此作為開關它的靈敏度更好,尺寸也僅有1.45mm2。以上特性,可以幫助CGM設備適配更低的電壓係統,籍此更換更小型紐扣電池,從而幫助CGM達到小型化的需求。AMR MRMS534R 傳感器下一代產品還將做到1.0mm*1.0mm尺寸,同時耗電量將進一步壓縮到30nA的水平。
另一方麵,Murata也推出醫療用的時鍾器件―― XRCGB-F1S/F2P係列晶體,是具備高精度、高可靠性新產品。這款晶體諧振器是采用Murata專屬的晶振技術,采用金屬蓋、樹脂封裝、芯片、平板陶瓷底座的結構,有別於傳統晶振采用金屬或陶瓷蓋、金屬封裝、芯片、凹槽陶瓷底座的結構,具有更高的精度與穩定性。
在比對回流焊後頻率變化的對比時,XRCGB-F1S/F2P係列晶體在多種標稱頻率下的初始頻偏僅 ±10ppm,溫度頻偏也是 ±10ppm(-30~85℃)或 ±20ppm(-40~105℃選購品),相當地穩定,適用於多種無線射頻端,像是WiFi、BT/BLE和LPWA等等,因其回流焊後的頻率變化小,故便於進行頻率補償,並具有成本合理的封裝設計與穩定供應的優勢。Murata 並提供免費的增值匹配服務來搭配低功耗藍牙解決方案,在 Murata 建議條件下與初始條件的功耗,將可降低約 15% 的 µAsec。
結語
隨著高精度與低功耗技術的持續發展,醫療保健產品正朝著更加智能、便(bian)捷(jie)且(qie)節(jie)省(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)方(fang)向(xiang)邁(mai)進(jin)。這(zhe)些(xie)創(chuang)新(xin)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)準(zhun)確(que)的(de)健(jian)康(kang)數(shu)據(ju),還(hai)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao),延(yan)長(chang)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),滿(man)足(zu)了(le)患(huan)者(zhe)和(he)醫(yi)療(liao)機(ji)構(gou)對(dui)於(yu)有(you)效(xiao)健(jian)康(kang)管(guan)理(li)的(de)需(xu)求(qiu)。從(cong)個(ge)性(xing)化(hua)健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)到(dao)遠(yuan)程(cheng)醫(yi)療(liao)的(de)推(tui)行(xing),這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)正(zheng)逐(zhu)步(bu)改(gai)變(bian)我(wo)們(men)的(de)醫(yi)療(liao)模(mo)式(shi),提(ti)升(sheng)了(le)患(huan)者(zhe)的(de)生(sheng)活(huo)質(zhi)量(liang)和(he)醫(yi)療(liao)服(fu)務(wu)的(de)效(xiao)率(lv)。Murata 在醫療保健相關解決方案的產品開發上擁有豐富的經驗,也能提供完整的產品線,將是您搶占醫療保健應用市場的理想合作夥伴。
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