设计可穿戴医疗设备时,必须考虑三个关键因素

2021年2月9日
可穿戴医疗设备正在改变病人看护的习惯,代表了医疗市场的主流趋势。这一医疗技术所依赖的是轻量级、外形小巧、高度灵 […]

可穿戴医疗设备正在改变病人看护的习惯,代表了医疗市场的主流趋势。这一医疗技术所依赖的是轻量级、外形小巧、高度灵活且舒适的各种专业组件和系统。

在医疗领域的细分市场上,可穿戴医疗设备的市场需求正在持续增长。打头阵的包括可穿戴数字化治疗、诊断和监测设备,其设计目的是捕捉、生成和共享重要数据,这些数据显示患者健康状况的变化、报告是否遵守药物治疗方案及其他医嘱,并且能对慢性病进行管理。由于远程医疗趋势的迅猛发展,可穿戴医疗设备制造商正面临着研发上的挑战,例如人们需要重量轻、外形小巧、灵活舒适的医疗设备,这些设备可以促进患者和医疗提供者之间实时、可靠的救生数据传输。

为了帮助克服其中的一些障碍,在研发可穿戴医疗设备时,需要牢记主要的三个关键考虑因素:
优化空间和组件微型化

要监测医院外患者的数据,需要依赖于可穿戴医疗设备,相比最初引入市场、用于临床环境的又大又重的可穿戴医疗设备,现在的设备更小巧且更舒适。更小巧的可穿戴医疗设备需要更小、更轻的组件,因此需要改进设计灵活性从而能与各种其他技术相结合,并在更紧凑的空间内提供更多的通信电路。因此,由于电路板的空间将会越来越有限,空间优化是一个尤其重要的设计考虑因素。

当今的超微型连接器在尺寸、外形和方向上可提供更多的选择,即使是在模块化和空间受限的情况下,可穿戴医疗设备设计者能够解决空间、位置和连接器入口点等难题。采用了微型化组件的柔性电路也能在有限空间内增强功能。

集成柔性电路

为了满足微小型可穿戴设备的需求,设计上尽量要求缩小尺寸并提供更多丰富的功能,设计人员要集成各种复杂的电子系统来增强产品的功能性。这就要求提高设备的灵活性,从而能够在有限的空间中增加组件,简化接口,并且促进患者和医生之间实时的数据传输。某些情况下,柔性电路技术使医疗设备更加贴合患者的身体轮廓,进而提高舒适度,提高患者佩戴意愿,实现更加完整、准确的监护、数据采集与传输效果。

 

与其他互连技术相比,柔性印刷电路 (FPC) 以及相关电缆和连接器,可以为医疗设备的设计人员提供显著的优势。例如,基于 FPC 的产品可以做到更小、更轻,灵活性也更高,这些对于可穿戴医疗设备来说都是关键的设计特点。此外,天线还可以直接印刷在 FPC 的基板上,以非侵入、连续且低成本的方式来发送生命体征信号或生物统计学信息。

Molex莫仕提供用户接口解决方案,在医疗、商业、工业及家电行业中,可将简单易用的接口与具体应用产品良好的结合到一起。此处图中所示的 PEDOT 透明电导传感器在电容式用户接口面板上实现了触摸按键背光以及弯曲接触面功能,特别适合在可穿戴医疗设备使用。

提升功率与信号完整性

由于可穿戴医疗设备的主要目的是及时将准确的患者数据传送至医疗提供方,因而非常重要的是设计要考虑功率以及极高的信号完整性。总之,可穿戴医疗设备需要在最小的封装尺寸内达到最大的功率。

在论及医疗设备的供电时,设计人员往往会采用低外形的线对板和柔性对板方案,以便通过端子来高效的传输信号。比如说,电源对板的解决方案可以承载 3 至 15 安培的电流,这对增强设备功能至关重要。

此外,随着越来越多的数据要通过连接点来传输,60、80 和 100 电路变得越来越普遍,同时还必须在更小的通道中传输电流。如果极快的速度获得最新的信息,那就需要配备了多个接地点的高性能板对板连接器和 FPC 连接器,这样才可在连接器中确保最高水平的信号可靠性。

总结

可穿戴医疗设备不断发展、与医疗市场的当前趋势保持一致,因而确保新设备的设计可以体现出这些考虑因素极其重要。在设计先进的互连医疗设备和可穿戴医疗设备时,还有一个重中之重就是要与极具专业水准的医疗设备制造商合作。从概念设计到完工,与经验丰富的医疗组件制造商保持密切协作,尤其是与具备了端到端的能力、可以针对您的具体需求而提供定制设计的制造商合作,可以更近一步的确保设计一次性成功、降低开发成本,并且加快上市速度。