微型化有助于推动家庭医疗保健市场的发展

　　TT Electronics 现场应用工程师 Walter Garcia Brooks

　　全球家庭医疗保健服务行业的收入已经高达数十亿美元，随着人口的不断增长和人口老龄化的问题，其收入预计还将继续增加。该行业包括由受过培训的专业人员在家中提供护理的任何服务，不用感到奇怪，在这一领域中采用技术已成为主要趋势。

　　使用技术来管理护理，重新打造这个行业。成功的关键所在是它具备将医疗设备移出医院并移入患者家中的能力。

　　集成是关键

　　医疗界的现有趋势是使医院的设备更加便携式；将诊断设备移动到患者床边而不需要专用房间的能力会使医院工作更高效，同时提供更高水平的患者咨询。

　　除诊断外，随着人口老龄化，对用于监测状况和管理护理的设备的需求也在增加。通常患者需要去医院接受治疗，但在患者自己家中提供这种护理变得更加可行。

　　驱动医疗设备的一些技术受到著名的“摩尔定律”的约束，这基本上表明集成电路的能力每两年翻一番。这个“定律”的一个重要方面是设备的尺寸不增加，并且在大多数情况下其实际尺寸还会缩小。这意味着，随着集成度的扩大，更容易设计出高效的设备而无需增加尺寸，或者更具体地说，它可以更小的尺寸提供相同的性能。至少在所需的技术方面，这个“定律”有助于推动家庭医疗保健行业的发展。

　　当然，医疗设备不仅仅是由集成电路组成，医疗设备的一些部件在物理上根本不能变得更小，而使电子器件变小并且消耗更低的功率可以帮助补偿这一点，这样可以使设备的总体尺寸接近它们更容易携带的点。而且由于现在可用的处理能力水平，越来越有可能设计运行几乎自主的设备。

　　连通性是新时代家庭保健的另一个重要因素。所有类型的设备如可连接到互联网，即所谓的“物联网”，意味着家庭保健设备可以与诸如医生等专业医疗保健提供者保持联系。所有患者的统计数据都可以远程访问，如果设备本身检测到任何可能引起关注的事件，它会发出警报。

　　强大的解决方案

　　当然，医疗电子市场已经很成熟，并针对这个行业对半导体制造商提出了最高标准。认证用于医疗应用的组件需要最高的设计和制造标准。

　　这就需要最佳、最强大的解决方案。从系统层面来看，医疗设备可以视为任何其他设备，但在各个层面上，所使用的组件必须提供超过几乎任何其他行业所要求的质量、可靠性和能力水平。

　　开发医疗设备面临的部分挑战是需要保持无菌环境，特别是如果该设备与患者接触的话。如果打算由患者在家中使用设备，则其开发将更具挑战性。在这种情况下，必须通过监测设备本身的运行状况来对设备进行自我诊断。这意味着一定要包含许多能够检测设备状态的传感器，从而进一步增加了设计难度。

　　例如在家里使用的血液透析机。检测有效的药筒是必不可少的，但检测血液和可能其他体液等废物的存在也是必不可少的。家庭保健设备仍然需要保持与医院相同的清洁度水平，因此废物的存在显然是潜在的健康风险。检测此危险并提醒护理提供者或患者成为设备规范的一部分。

　　在这种情况下通常使用光学器件，因为它们提供了一种在无需物理接触的情况下测量和感测一系列状况的方法。光学开关可用于检测消耗品（如药筒）以及其他物体（如废物）的存在与否。

　　如果打算用于便携式设备，它们还需要低功耗、高集成度并且尽可能缩小尺寸。这种设备的一个例子是 TT Electronics 的 Photologic V OPB9000 反射光学传感器，该 传感器被设计用于医疗应用。该传感器包括完全集成的模拟前端、片上处理和数字接口，表面贴装封装尺寸仅为4.0mm×2.2mm×1.5mm。此类小尺寸中的这种集成度在电路复杂度方面节省高达80％的空间。

　　在医疗应用中，OPB9000可用于医院、实验室和便携式设备，以检测介质和药筒的存在性以及污染物和液位检测。环境光抗扰度为25klux，在市场中处于领先水平，该传感器可用于其他光学传感器不可用的领域。它还集成了其他设备中没有的各种功能，如：自校准和自动增益控制；温度补偿电路；可编程对比度灵敏度和行业标准通信接口。此外，OPB9000业界领先的响应时间只有6μs。

　　结论

　　家用小型和便携式医疗设备的需求日益增加。这反过来又增加了更小、更高集成度的传感解决方案的需求。

　　OPB9000 光学传感器专注于可靠性、简便性和灵活性，是此类新产品的典范，广泛应用于家庭医疗保健行业。