无线物联网（IoT）技术的快速发展，正在为医疗保健行业带来革命性的变革。智能医疗设备具有小型化设计和无线连接的特点，实现了患者的远程监测、精准诊断和个性化治疗。这一趋势将塑造未来医疗领域的发展，提供更高效、更智能和更安全的医疗保健解决方案。本文将为您介绍一些智能医疗保健设备的设计实例，以及Silicon Labs、艾睿电子、eInfochips将如何协助客户开发相关的医疗保健设备。
智能医疗保健设备提升医疗服务的质量和效率
智能医疗保健设备的快速发展得益于物联网（IoT）、人工智能（AI）、传感器技术和数据分析等技术的结合。这些产品旨在提升医疗服务的质量和效率，为医疗行业提供更精确、便捷的解决方案。 智能医疗保健设备的发展主要得力于物联网技术，物联网赋能智能医疗设备，使其能够实时监控和采集患者的生理数据，如血压、心率、血糖水平等。运用无线通信技术，这些设备可将数据传输到云端或医生的终端，方便进行远程监控和数据分析。 此外，先进的传感器已被广泛应用于智能医疗设备中，促进实现更准确的健康监测。例如，穿戴式设备利用生物传感器监测心电图（ECG）、血糖值、血氧饱和度和运动状态，帮助预测健康问题。
另一方面，结合人工智能和大数据分析，AI可通过分析大量的健康数据，从而实现更准确的诊断和个性化治疗建议。基于机器学习的算法能够检测异常数据模式，识别潜在疾病，并在问题出现之前发出警告。此外，随着通信技术的进步，远程医疗得到了快速发展。移动健康应用程序和远程诊疗设备，使得患者可以随时随地与医生进行交流，特别是在偏远地区，减少了就医不便。
在上述这些技术的发展支持之下，智能医疗设备市场的规模持续增长，据统计，到2030年，智能医疗设备市场有望突破千亿美元规模。目前主要的产品领域涵盖穿戴式健康设备，包括智能手表、健身跟踪器等，可用于监测像是心率、睡眠、血压等数据。此外，如智能心脏起搏器、血糖监测仪等植入式设备，可用于持续监测患者的健康状况。也有一些属于远程医疗设备，包括视频会议诊断工具、智能血压计和血氧仪，帮助医生远程诊断和监控患者。
智能医疗设备的主要市场驱动因素很大程度上归因于人口老龄化，全球人口老龄化和合并症问题加剧，慢性病患者人数增多，推动了对远程监测和智能健康管理的需求。此外，个性化医疗的需求加剧，患者希望获得更精准和个性化的医疗服务，推动了智能医疗技术的应用。另一方面，多个国家推出了数字健康相关的政策，鼓励远程医疗和数字医疗设备的研发与应用。 随着技术的不断进步和市场需求的增加，智能医疗保健设备的应用将更加广泛。未来，这些产品将在提高患者生活质量、减轻医疗系统负担、推动精准医疗方面发挥更加重要的作用。
多功能蓝牙SoC帮助贴片式胰岛素泵开发
由于对安全、可靠和无线连续血糖监测（CGM）设备的需求激增，促使糖尿病管理领域经历了一场革命，这些设备可以与患者的生活无缝集成，推动了贴片式胰岛素泵技术的进步。 举例来说，Silicon Labs（芯科科技）为韩国医疗物联网创新企业CareMedi公司提供BG22小型化蓝牙SoC，帮助其开发新一代的贴片式胰岛素泵，大幅提升智慧医疗照护设备的应用价值。与传统贴片式泵相比，其药物容量大1.5倍，尺寸仅有11毫米厚，20克重，佩戴舒适，并具备IP48级防水设计，支持舒适的日常活动，以及各种户外活动。
CareMedi的CareLevo是一种革命性的可穿戴设备，由一款用户友好的智能手机应用过程控制，是世界上首款贴片式胰岛素泵，采用CareMedi原创的PEOP电渗泵技术开发的超小型、低功耗电渗泵，具有3mL储药器，药物注射精度在±5%以内。电渗泵通过向多孔膜的两端施加电压来驱动。通过优先考虑精准的胰岛素输注、延长使用周期、提高经济效率和易用性，这项突破性技术可以显着改善糖尿病患者的生活质量。
CareMedi将Silicon Labs的多功能BG22蓝牙SoC集成到其CareLevo设备中，使其成为市场上又轻又薄的无线控制计量泵系统。BG22在将CareLevo的电池性能显著提高30%方面发挥了关键作用。这款轻薄的可穿戴泵系统采用低功耗技术，可以输送3 mL（300单位）药物，功耗在3 mA·h以内。
智能、小型且安全的心电图系统参考设计
心电图（ECG）是一种记录心脏电生理活动的医学测量。几十年来，心电图已广泛用于诊断和监测一系列心脏疾病。然而，随着人工智能（AI）、无线通信和低功耗集成电路（IC）等现代技术在更小的外形尺寸上的集成，心电图可以彻底改变心脏护理领域。 艾睿电子通过聚合和集成不同的技术和服务，帮助客户开发融合人工智能、无线通信和其他高级功能的联网心电图设备。艾睿电子推出的ECG系统参考设计由三个主要模块组成，包括模拟前端、处理接口和电源管理单元。模拟前端模块负责采集、过滤和调节来自患者身体的心电图信号。处理接口块对采集的信号进行数字信号处理和分析，以提取相关的诊断信息。最后，电源管理单元调节心电图系统的电源并确保安全运行。
这个ECG系统参考设计采用先进数字信号适配器和算法，显着提高了心电图机的信号质量和准确性。通过利用这些技术，心电图机可以减少所需的物理元器件数量，从而使设备更加紧凑和便携。物理元器件的减少还有助于降低设备的总体成本，使其更容易被更广泛的医疗机构和专业人员使用。
该参考设计使用模拟前端（AFE）来消除噪声，简化采集和确保高质量ECG信号的任务，并通过直接在MCU上运行的AI模型，边缘设备可以做出智能决策，而无需发送数据到云端或远程的服务器进行处理。此外，还使用低功耗蓝牙（BLE）作为ECG设备上的无线通信协议，具有功耗非常低、安全可靠的无线连接，结合受到广泛采用的BLE无线通信标准，并可允许患者使用智能手机或平板电脑连接到心电图设备，并实时查看心电图数据。
提供全面性医疗保健设备的设计服务
eInfochips是艾睿电子的子公司，提供全面性的医疗保健产品设计服务，eInfochips专注在医疗保健设备设计服务，包括医疗保健设备的各种子系统组件，像是机械系统中的外壳、线束／电缆、电极，硬件／电气系统中的传感器／换能器／混合信号／模拟设计、电机驱动／执行器、基于光学／视觉的技术，以及嵌入式软件／固件系统中的电源管理、实时操作系统／固件、DSP／算法／软件，还有数字／独立软件中的用户界面／显示系统、云／数据分析、移动／网络应用程序等，eInfochips在所有的这些领域都拥有强大的设计能力。 医疗保健设备的产品开发生命周期（PDLC）与其他消费产品有所不同，医疗PDLC的差异化方面在于强调患者安全，并且还衍生出医疗器械的分类。eInfochips能够确保客户的项目参与符合这种严格要求，并在医疗保健设备设计典型的监管框架上，能够提供医疗设备硬件和软件的设计、开发、原型和文档服务。
eInfochips医疗保健设备设计服务是针对各种产品工程服务，像是设备工程中的概念产品设计（电气、机械和软件／固件）、可用性工程、详细的产品设计（系统／子系统设计和集成、BOM、外形尺寸）、维持工程、人为因素、产品合规性测试和认证、网络安全产品开发生命周期。
在数字健康工程领域，eInfochips提供全面的服务，包括医疗保健应用现代化、生命周期管理，以及网页、移动、云和桌面应用程序的维护。它们的专业知识通过人工智能／机器学习模型的集成、创建和优化，扩展到数据洞察和分析。此外，eInfochips还提供基于云和本地的医疗保健服务，确保符合网络安全标准以及HIPAA和GDPR法规。它们的产品还包括数字实验室服务、连网健康和物联网平台、用户接口和用户体验设计，以及连接健康系统的互操作性、临床环境中的电子健康记录（HER）和电子病历（EMR）、成像和诊断以及更多应用。
此外，eInfochips在临床、监管和合规领域提供高质量的系统和服务。它们支持特定国家和地区的监管事务，包括向公告机构提交设计历史文件（DHF），以及协调提交的流程。它们的产品还包括通过差距分析、DHF、RMF、DMR创建和重新提交，来遵守欧盟医疗器材法规（MDR）。此外，eInfochips确保遵守欧盟体外诊断法规（IVDR），进行临床试验和验证研究，并提供上市后监测（PMS）服务，它们还专门撰写临床评估报告（CER）和产品修复。
在测试和智能自动化领域，eInfochips提供全面的服务，包括系统和软件测试、验证和确认测试（非正式和正式）、测试自动化和框架开发、产品功能测试、回归测试和漏洞评估和渗透测试（VAPT）等。在制造业领域，eInfochips提供电子制造、机械制造、包装和标签以及积层制造等服务。
结语
