無線物聯網（IoT）技術的快速發展，正在為醫療保健行業帶來革命性的變革。智能醫療設備具有小型化設計和無線連接的特點，實現了患者的遠程監測、精準診斷和個性化治療。這一趨勢將塑造未來醫療領域的發展，提供更高效、更智能和更安全的醫療保健解決方案。本文將為您介紹一些智能醫療保健設備的設計實例，以及SiliconLabs（芯科科技）、艾睿電子、eInfochips將如何協助客戶開發相關的醫療保健設備。

智能醫療保健設備提升醫療服務的質量和效率

智能醫療保健設備的快速發展得益于物聯網(IoT)、人工智能(AI)、傳感器技術和數據分析等技術的結合。這些產品旨在提升醫療服務的質量和效率，為醫療行業提供更精確、便捷的解決方案。

智能醫療保健設備的發展主要得力于物聯網技術，物聯網賦能智能醫療設備，使其能夠實時監控和采集患者的生理數據，如血壓、心率、血糖水平等。運用無線通信技術，這些設備可將數據傳輸到云端或醫生的終端，方便進行遠程監控和數據分析。此外，先進的傳感器已被廣泛應用于智能醫療設備中，促進實現更準確的健康監測。例如，穿戴式設備利用生物傳感器監測心電圖（ECG）、血糖值、血氧飽和度和運動狀態，幫助預測健康問題。

另一方面，結合人工智能和大數據分析，AI可通過分析大量的健康數據，從而實現更準確的診斷和個性化治療建議。基于機器學習的算法能夠檢測異常數據模式，識別潛在疾病，并在問題出現之前發出警告。此外，隨著通信技術的進步，遠程醫療得到了快速發展。移動健康應用程序和遠程診療設備，使得患者可以隨時隨地與醫生進行交流，特別是在偏遠地區，減少了就醫不便。

在上述這些技術的發展支持之下，智能醫療設備市場的規模持續增長，據統計，到2030年，智能醫療設備市場有望突破千億美元規模。目前主要的產品領域涵蓋穿戴式健康設備，包括智能手表、健身跟蹤器等，可用于監測像是心率、睡眠、血壓等數據。此外，如智能心臟起搏器、血糖監測儀等植入式設備，可用于持續監測患者的健康狀況。也有一些屬于遠程醫療設備，包括視頻會議診斷工具、智能血壓計和血氧儀，幫助醫生遠程診斷和監控患者。

智能醫療設備的主要市場驅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，慢性病患者人數增多，推動了對遠程監測和智能健康管理的需求。此外，個性化醫療的需求加劇，患者希望獲得更精準和個性化的醫療服務，推動了智能醫療技術的應用。另一方面，多個國家推出了數字健康相關的政策，鼓勵遠程醫療和數字醫療設備的研發與應用。

隨著技術的不斷進步和市場需求的增加，智能醫療保健設備的應用將更加廣泛。未來，這些產品將在提高患者生活質量、減輕醫療系統負擔、推動精準醫療方面發揮更加重要的作用。

多功能藍牙SoC幫助貼片式胰島素泵開發

由于對安全、可靠和無線連續血糖監測（CGM）設備的需求激增，促使糖尿病管理領域經歷了一場革命，這些設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的進步。舉例來說，Silicon Labs（芯科科技）為韓國醫療物聯網創新企業CareMedi公司提供BG22小型化藍牙SoC，幫助其開發新一代的貼片式胰島素泵，大幅提升智慧醫療照護設備的應用價值。與傳統貼片式泵相比，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備，由一款用戶友好的智能手機應用過程控制，是世界上首款貼片式胰島素泵，采用CareMedi原創的PEOP電滲泵技術開發的超小型、低功耗電滲泵，具有3mL儲藥器，藥物注射精度在±5%以內。電滲泵通過向多孔膜的兩端施加電壓來驅動。通過優先考慮精準的胰島素輸注、延長使用周期、提高經濟效率和易用性，這項突破性技術可以顯著改善糖尿病患者的生活質量。

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

智能、小型且安全的心電圖系統參考設計

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

艾睿電子通過聚合和集成不同的技術和服務，幫助客戶開發融合人工智能、無線通信和其他高級功能的聯網心電圖設備。艾睿電子推出的ECG系統參考設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。模擬前端模塊負責采集、過濾和調節來自患者身體的心電圖信號。處理接口塊對采集的信號進行數字信號處理和分析，以提取相關的診斷信息。最后，電源管理單元調節心電圖系統的電源并確保安全運行。

這個ECG系統參考設計采用先進數字信號適配器和算法，顯著提高了心電圖機的信號質量和準確性。通過利用這些技術，心電圖機可以減少所需的物理元器件數量，從而使設備更加緊湊和便攜。物理元器件的減少還有助于降低設備的總體成本，使其更容易被更廣泛的醫療機構和專業人員使用。

該參考設計使用模擬前端（AFE）來消除噪聲，簡化采集和確保高質量ECG信號的任務，并通過直接在MCU上運行的AI模型，邊緣設備可以做出智能決策，而無需發送數據到云端或遠程的服務器進行處理。此外，還使用低功耗藍牙（BLE）作為ECG設備上的無線通信協議，具有功耗非常低、安全可靠的無線連接，結合受到廣泛采用的BLE無線通信標準，并可允許患者使用智能手機或平板電腦連接到心電圖設備，并實時查看心電圖數據。

此外，該參考設計還結合高效的電源管理，采用USB-C可以提供電源和數據通信，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，從而提高整體系統穩定性。此外，它還具有電量計可準確測量電池的充電狀態，并向系統提供有關剩余電量的信息。

提供全面性醫療保健設備的設計服務

eInfochips是艾睿電子的子公司，提供全面性的醫療保健產品設計服務，eInfochips專注在醫療保健設備設計服務，包括醫療保健設備的各種子系統組件，像是機械系統中的外殼、線束／電纜、電極，硬件／電氣系統中的傳感器／換能器／混合信號／模擬設計、電機驅動／執行器、基于光學／視覺的技術，以及嵌入式軟件／固件系統中的電源管理、實時操作系統／固件、DSP／算法／軟件，還有數字／獨立軟件中的用戶界面／顯示系統、云／數據分析、移動／網絡應用程序等，eInfochips在所有的這些領域都擁有強大的設計能力。

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

eInfochips醫療保健設備設計服務是針對各種產品工程服務，像是設備工程中的概念產品設計（電氣、機械和軟件／固件）、可用性工程、詳細的產品設計（系統／子系統設計和集成、BOM、外形尺寸）、維持工程、人為因素、產品合規性測試和認證、網絡安全產品開發生命周期。

在數字健康工程領域，eInfochips提供全面的服務，包括醫療保健應用現代化、生命周期管理，以及網頁、移動、云和桌面應用程序的維護。它們的專業知識通過人工智能／機器學習模型的集成、創建和優化，擴展到數據洞察和分析。此外，eInfochips還提供基于云和本地的醫療保健服務，確保符合網絡安全標準以及HIPAA和GDPR法規。它們的產品還包括數字實驗室服務、連網健康和物聯網平臺、用戶接口和用戶體驗設計，以及連接健康系統的互操作性、臨床環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用。

此外，eInfochips在臨床、監管和合規領域提供高質量的系統和服務。它們支持特定國家和地區的監管事務，包括向公告機構提交設計歷史文件（DHF），以及協調提交的流程。它們的產品還包括通過差距分析、DHF、RMF、DMR創建和重新提交，來遵守歐盟醫療器材法規（MDR）。此外，eInfochips確保遵守歐盟體外診斷法規（IVDR），進行臨床試驗和驗證研究，并提供上市后監測（PMS）服務，它們還專門撰寫臨床評估報告（CER）和產品修復。

在測試和智能自動化領域，eInfochips提供全面的服務，包括系統和軟件測試、驗證和確認測試（非正式和正式）、測試自動化和框架開發、產品功能測試、回歸測試和漏洞評估和滲透測試（VAPT）等。在制造業領域，eInfochips提供電子制造、機械制造、包裝和標簽以及積層制造等服務。

結語

無線物聯網技術正以前所未有的速度推動智能醫療保健設備的創新與發展。通過小型化、智能化和安全性的提升，這些產品不僅改善了患者的醫療體驗，還顯著提高了診療的效率與精確度。未來，隨著技術的進一步成熟和普及，智能醫療設備將繼續在提升患者生活質量、優化醫療資源利用和推動高端的健康管理智能化等方面發揮重要作用，為醫療行業帶來持續的深遠影響。

本文轉載自艾睿電子微信公眾號