远程患者监护系统面临的五大设计挑战

长途患者监护体系为患者和大夫节减了时刻,可在门诊的基本上提供患者的要害信息。患者移动性也已成为趋势,通过与无线收集的安详毗连,长途患者监护仪可收缩患者就诊时刻并停止过多电缆的滋扰。现在的可穿着医疗产物不只可以丈量生命体征,并且还可用作小我私人应急体系。因为这是一种伟大的终端装备,致使患者监护仪将面对五大常见的首要计划挑衅:功耗(或电池寿命)、便携性(或巨细)、患者安详、数据安详传送和集成。

图1所示为可穿着式患者监护仪的高级框图,重点先容了电池打点、非断绝式DC/DC电源、断绝和无线接口等子体系

图1: 可穿着式患者监护仪的高级框图

计划可穿着式患者监护仪时面对的五大挑衅:

电池寿命

便携式和可穿着式患者监护仪凡是由电池供电。对付斲丧者而言,电池寿命是购置时必要考量的一个要害身分。电池寿命至关重要,由于大大都患者监护仪都需举办持续丈量和监测。电池的供电体系必要细心分区、严酷操作空间、有用操作可用电量。在窄小的空间内更有用地提供功率的同时,实现更多成果,延迟时刻是很重要的。诸如待机、就寝、省电、休眠和关机等成果对付低落功耗和延迟电池寿命至关重要。叫醒时刻和待机功耗对付无线毗连办理方案也起着要害浸染。

用户可以选择低功耗微节制器(MCU)和模仿集成电路,但假如不优化电源打点就无法在计划中操作大部门最新技能。为应用选择正确的电源架构以进步服从并延迟电池运行时刻很是重要。

大大都计划职员以为开关节制器或转换器有助于实现高效的电源方案,而低消费稳压器(LDO)的服从很差。可是LDO拓扑已逐渐优化,它们可提供极低的降压电压。在改进了电池充电器、中轨DC/DC转换器和LDO的前端电源路径后,如故可行使负荷开关来镌汰关断电流。譬喻,无线电模块在深度就寝或休眠模式下也许耗损高出10 μA的电流。负荷开关可将关机电流低落到仅10 nA(见图2)。

便携性或尺寸

心率监测仪、多参数贴片、持续血糖监测仪、手持式脉搏血氧仪、健身监测仪和勾当监测仪之类的装备可所以便携式且可穿着范例。这些装备中有很多是一次性装备,可能必要改换电池,因此对整体的情势要求很严酷。

电池范例和充电器装置的选型;降压、升压或降压-升压转换器的选型;无线(或射频)装备的封装选型,全部这些都有助于减小产物的尺寸。

今朝有一些新的技能应用在无线MCU内部集成了晶体。TI体声波(BAW)技能可消除印刷电路板(PCB)的外部晶体足迹,从而减小机关尺寸并简化机关布线。封装技能的改造还可辅佐实现更多的集成并节减空间。

对付长途患者监护体系,TI BAW技能可通过安详的无线收集提供靠得住、及时的患者生命数据传输。

患者安详

患者安详是环球医疗卫生的优先思量项。便携式多参数患者监护仪可以丈量生命体征,别离行使数字断绝器和断绝电源断绝数据和电源,来实现患者安详。与断绝的电源和数据相干的要害计划挑衅包罗输出调理、反馈机制、输入电压范畴、输出功率和尺寸考量以及吻合的电源架构。很多更新的断绝式电源模块如德州仪器的小型UCC12050DC / DC转换器,都可通过加强断绝来支持500 mW的输出功率。

安详的数据传输

医疗传感器补丁和具有无线毗连成果的便携式病人监护仪必要具备一流的安详性。转达到护士站或大夫办公室的患者数据是专有信息,防备数据偷盗是一个很是要害的方面。

多种安详法子可以掩护患者和大夫之间的常识产权(IP)和数据。这些法子应支持防备进攻和确保病人数据传输的安详,不只在处理赏罚和转换为表现用的生命体征参数时云云,在传输进程中也应云云。这称之为无线安详性。

集成

医用患者监护仪的开拓时刻至关重要,由于上市时刻涉及许多尺度尝试室测试和核准(环球范畴内)。通过实现与各类云供给商的毗连,可以最小的集成事变量实现家庭患者监护体系数据的传输,将患者数据直接上传到云端,可以节减板载存储卡的空间。

诸如Bluetooth?、低功耗蓝牙和Wi-Fi?之类的平台之间的代码兼容性可镌汰一再实行代码的次数。在多核、通用异步收发器、接口尺度和多个通用输入/输出方面的集成,为各类体系级需求和现成的接口提供了支持,同时还与其他处理赏罚器完成对接。

结论

医用患者监护仪的下一个大海潮将以极小的尺寸到来。跟着可穿着装备和长途患者监护仪的困难办理,并以更低、更实惠的价值将更优质的装备(尺寸更小且具有毗连性)推向市场,医学界将见证新的贴片被敏捷回收。从发家国度的医院到成长中国度的长途医疗中心再到沙场上的伤兵诊断,可穿着装备的快速成长正改变着医疗情形,且有助于提供更好的诊疗。

图2:增进低走漏负荷开关,低落停机电流

参考资料

用于医疗和斲丧类可穿着装备的无线 ECG、SpO2、PTT 和心率监测仪参考计划

合用于可穿着装备和物联网的轻负载服从、低噪声电源参考计划

“无线毗连技能选择指南”

“回收CC13x2和CC26x2传感器节制器的超低功率计划”

（编辑：河北网）

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