微型化有助于推動家庭醫療保健市場的發展

　　TT Electronics 現場應用工程師 Walter Garcia Brooks

　　全球家庭醫療保健服務行業的收入已經高達數十億美元，隨著人口的不斷增長和人口老齡化的問題，其收入預計還將繼續增加。該行業包括由受過培訓的專業人員在家中提供護理的任何服務，不用感到奇怪，在這一領域中采用技術已成為主要趨勢。

　　使用技術來管理護理，重新打造這個行業。成功的關鍵所在是它具備將醫療設備移出醫院并移入患者家中的能力。

　　集成是關鍵

　　醫療界的現有趨勢是使醫院的設備更加便攜式；將診斷設備移動到患者床邊而不需要專用房間的能力會使醫院工作更高效，同時提供更高水平的患者咨詢。

　　除診斷外，隨著人口老齡化，對用于監測狀況和管理護理的設備的需求也在增加。通常患者需要去醫院接受治療，但在患者自己家中提供這種護理變得更加可行。

　　驅動醫療設備的一些技術受到著名的“摩爾定律”的約束，這基本上表明集成電路的能力每兩年翻一番。這個“定律”的一個重要方面是設備的尺寸不增加，并且在大多數情況下其實際尺寸還會縮小。這意味著，隨著集成度的擴大，更容易設計出高效的設備而無需增加尺寸，或者更具體地說，它可以更小的尺寸提供相同的性能。至少在所需的技術方面，這個“定律”有助于推動家庭醫療保健行業的發展。

　　當然，醫療設備不僅僅是由集成電路組成，醫療設備的一些部件在物理上根本不能變得更小，而使電子器件變小并且消耗更低的功率可以幫助補償這一點，這樣可以使設備的總體尺寸接近它們更容易攜帶的點。而且由于現在可用的處理能力水平，越來越有可能設計運行幾乎自主的設備。

　　連通性是新時代家庭保健的另一個重要因素。所有類型的設備如可連接到互聯網，即所謂的“物聯網”，意味著家庭保健設備可以與諸如醫生等專業醫療保健提供者保持聯系。所有患者的統計數據都可以遠程訪問，如果設備本身檢測到任何可能引起關注的事件，它會發出警報。

　　強大的解決方案

　　當然，醫療電子市場已經很成熟，并針對這個行業對半導體制造商提出了最高標準。認證用于醫療應用的組件需要最高的設計和制造標準。

　　這就需要最佳、最強大的解決方案。從系統層面來看，醫療設備可以視為任何其他設備，但在各個層面上，所使用的組件必須提供超過幾乎任何其他行業所要求的質量、可靠性和能力水平。

　　開發醫療設備面臨的部分挑戰是需要保持無菌環境，特別是如果該設備與患者接觸的話。如果打算由患者在家中使用設備，則其開發將更具挑戰性。在這種情況下，必須通過監測設備本身的運行狀況來對設備進行自我診斷。這意味著一定要包含許多能夠檢測設備狀態的傳感器，從而進一步增加了設計難度。

　　例如在家里使用的血液透析機。檢測有效的藥筒是必不可少的，但檢測血液和可能其他體液等廢物的存在也是必不可少的。家庭保健設備仍然需要保持與醫院相同的清潔度水平，因此廢物的存在顯然是潛在的健康風險。檢測此危險并提醒護理提供者或患者成為設備規范的一部分。

　　在這種情況下通常使用光學器件，因為它們提供了一種在無需物理接觸的情況下測量和感測一系列狀況的方法。光學開關可用于檢測消耗品（如藥筒）以及其他物體（如廢物）的存在與否。

　　如果打算用于便攜式設備，它們還需要低功耗、高集成度并且盡可能縮小尺寸。這種設備的一個例子是 TT Electronics 的 Photologic V OPB9000 反射光學傳感器，該 傳感器被設計用于醫療應用。該傳感器包括完全集成的模擬前端、片上處理和數字接口，表面貼裝封裝尺寸僅為4.0mm×2.2mm×1.5mm。此類小尺寸中的這種集成度在電路復雜度方面節省高達80％的空間。

　　在醫療應用中，OPB9000可用于醫院、實驗室和便攜式設備，以檢測介質和藥筒的存在性以及污染物和液位檢測。環境光抗擾度為25klux，在市場中處于領先水平，該傳感器可用于其他光學傳感器不可用的領域。它還集成了其他設備中沒有的各種功能，如：自校準和自動增益控制；溫度補償電路；可編程對比度靈敏度和行業標準通信接口。此外，OPB9000業界領先的響應時間只有6μs。

　　結論

　　家用小型和便攜式醫療設備的需求日益增加。這反過來又增加了更小、更高集成度的傳感解決方案的需求。

　　OPB9000 光學傳感器專注于可靠性、簡便性和靈活性，是此類新產品的典范，廣泛應用于家庭醫療保健行業。