電子嵌入系統(tǒng)在越來越多的醫(yī)療系統(tǒng)中繼續(xù)尋找自己的位置。要點醫(yī)療設備的設計正在整合進越來越多的電子子系統(tǒng)。設計師要克服電子與人體接口這個高技術障礙。醫(yī)療設備的發(fā)展促成了更多的自動和半自動系統(tǒng)。人體可能是網(wǎng)絡標準的下一個關注點和挑戰(zhàn)項目。鑒于電子嵌入系統(tǒng)正在尋求進入并取代更多機械控制系統(tǒng)的方法,有理由預期它們也將會找到進入生物系統(tǒng)如人體的途徑。實際上,電子嵌入系統(tǒng)每天都在用各種方式與人體打交道,完成多種
電子嵌入系統(tǒng)在越來越多的醫(yī)療系統(tǒng)中繼續(xù)尋找自己的位置。
要 點
醫(yī)療設備的設計正在整合進越來越多的電子子系統(tǒng)。
設計師要克服電子與人體接口這個高技術障礙。
醫(yī)療設備的發(fā)展促成了更多的自動和半自動系統(tǒng)。
人體可能是網(wǎng)絡標準的下一個關注點和挑戰(zhàn)項目。
鑒于電子嵌入系統(tǒng)正在尋求進入并取代更多機械控制系統(tǒng)的方法,有理由預期它們也將會找到進入生物系統(tǒng)如人體的途徑。實際上,電子嵌入系統(tǒng)每天都在用各種方式與人體打交道,完成
多種功能,如健康監(jiān)護、管理及維持系統(tǒng)功能(如心臟)、控制藥物或?qū)⒚缸⑷肴梭w代替失去功能的器官,甚至恢復肢體和感官的功能等。某些情況下,這些功能的實現(xiàn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史,而電子學的發(fā)展只是降低這些系統(tǒng)的成本,改進替代這些系統(tǒng)的可靠性以及延長它們的生命周期。在
其它情況下,這些功能正在實驗室中實現(xiàn),但還需要更細致的改進才能用于現(xiàn)實世界。
無論是何種情況,電子系統(tǒng)與病人身體的聯(lián)系都比以往更加緊密。有時這種與人體關聯(lián)的方式是介入式的,如植入設備會在病人身體內(nèi)完成自己的整個運行壽命。心臟起搏器是植入設備的一個常見實例。病人可以吞服的設備是診斷與治療過程中的一個新興平臺。胰島素泵和給藥泵也是植入系統(tǒng),它們的部件一般會存在于病人的體內(nèi)和體外,依靠這類系統(tǒng)可以提供精確劑量的胰島素或藥品。另一個成長中的新興市場是植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng),或叫脊髓神經(jīng)電刺激,該設備有位于病人體外的控制單元,用于治療慢性疼痛或處理癲癇發(fā)作。
除了有植入部件的插入系統(tǒng)以外,電子子系統(tǒng)還能使醫(yī)生和某些設備采用比以前較少侵入性的方式完成自己的功能。如腹腔鏡手術就是這樣一個領域,電子系統(tǒng)使外科醫(yī)生用最低限度的侵入方式完成手術,而減少對病人身體的壓力(參考文獻 1)。很多公司都在致力于發(fā)展非侵入式血糖儀,它可以連續(xù)監(jiān)控血糖水平,這樣病人可以用這種新式儀器自己監(jiān)測血糖水平,而無需刺手指取血作測試。開發(fā)中的非侵入式血糖儀嘗試用各種方式完成血糖的測量,如在皮膚上投射光束,并檢測
紅外吸收情況;通過無線電波阻抗測量電磁波通過皮膚和血液后的吸收情況;或用反向離子導入法從幾乎無損的皮膚上吸出間質(zhì)液體。
高門檻
醫(yī)療和健康保健中使用的嵌入系統(tǒng)要受到一系列規(guī)章限制的監(jiān)管,而工業(yè)與商務應用則不需要考慮這些問題。這些系統(tǒng)滿足規(guī)章需求的程度與它們要擔當?shù)慕巧窍嚓P的。生命維持系統(tǒng)要面臨更嚴格的控制,而對診斷和監(jiān)護系統(tǒng)的上市要求就比較寬松。身兼多家公司主席(包括 InCube 實驗室)的 Mir Imran 認為:“公眾并不知道很多電子醫(yī)療系統(tǒng)正在開發(fā)中,因為它們需要完成制訂規(guī)章的過程。”
對電子醫(yī)療系統(tǒng)制訂規(guī)章的要求現(xiàn)在還沒有直接波及半導體供應商,目前這一重擔基本被終端產(chǎn)品集成商全部承擔下來。根據(jù)多家半導體供應商的說法,正在開發(fā)醫(yī)療系統(tǒng)(尤其是植入系統(tǒng))的團隊經(jīng)常向它們提出包括更小型的封裝、更高的器件和存儲可靠性、高分辨率的模數(shù)轉換能力、電池監(jiān)控以及更低的功耗等要求。
對低功耗的考慮也經(jīng)常需要系統(tǒng)能支持多種低功耗或睡眠模式,因為系統(tǒng)可能并不總是處于全部運行狀態(tài)。終端系統(tǒng)集成商考慮的另一個問題是設備被埋入病人體內(nèi)之前的貨架壽命,因為電源已經(jīng)裝在密封的殼體內(nèi),而不能在植入時才由醫(yī)生裝入。供應商制造系統(tǒng)的時間與醫(yī)生將其植入病人體內(nèi)的時間差可能會相當大。