從羅氏血糖儀管窺便攜醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)策略

如今糖尿病患者數(shù)量越來(lái)越多。據(jù)美國(guó)CDC(疾病控制與預(yù)防中心)統(tǒng)計(jì)，2007年美國(guó)有2360萬(wàn)糖尿病患者，并且數(shù)量每年都在持續(xù)增加。在當(dāng)今醫(yī)療保健系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過(guò)重、價(jià)格昂貴的情況下，高性價(jià)比的家庭診療設(shè)備已經(jīng)成為極具吸引力的解決方案。例如，現(xiàn)在可以在任意一家藥房買(mǎi)到家用血糖儀(BGM)產(chǎn)品。

血糖儀市場(chǎng)的發(fā)展吸引了包括羅氏(Roche)、強(qiáng)生、拜耳、Abbott和Home Diagnostics在內(nèi)的不少大公司和一些小型公司的廣泛關(guān)注。本期的拆解對(duì)象就是羅氏診斷(Roche Diagnostics)公司的羅氏血糖儀產(chǎn)品。

首先我們來(lái)了解一下血糖義的工作過(guò)程。血糖測(cè)量從準(zhǔn)備試紙開(kāi)始。每批試紙都配有一個(gè)代碼芯片，這個(gè)芯片包含有效期等重要信息。如果試紙沒(méi)問(wèn)題，可將代碼芯片插入血糖儀中開(kāi)始測(cè)試。先要從受測(cè)者那里采集血樣。羅氏血糖儀帶有一個(gè)獨(dú)立的采血筆，可以在盡可能無(wú)痛條件下采集到適量的血液用于測(cè)試。采集到的血樣要集中釋放在試紙的指定區(qū)域，然后將試紙的接觸端放進(jìn)血糖儀中。這樣，血糖儀就可以開(kāi)始工作了。大約5秒后就可以在LCD屏幕上讀取結(jié)果。測(cè)試結(jié)果出來(lái)的速度是家用血糖儀廠商致力于改進(jìn)的性能之一。這種血糖儀可以存儲(chǔ)500組測(cè)試結(jié)果，需要時(shí)還能向用戶顯示7、14或30天平均值。羅氏血糖儀還具有提醒功能，可以由用戶設(shè)定一天內(nèi)的4個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)，由蜂鳴器提醒用戶及時(shí)做血糖測(cè)試。這款血糖儀可以通過(guò)位于頂端的紅外端口與家用PC通信。

下面我們來(lái)看看這款血糖儀的內(nèi)部構(gòu)造。打開(kāi)這款血糖儀裝置的外殼，我們可以看到相對(duì)簡(jiǎn)單的電子設(shè)計(jì)。在塑料外殼里有一塊PCB，這塊PCB連接著LCD屏幕和兩個(gè)按鈕。在這個(gè)極具成本效益的設(shè)計(jì)中，半導(dǎo)體器件很有限，主要器件是來(lái)自TI公司的兩顆IC。

血糖儀的總控制功能由TI的MSP430U334實(shí)現(xiàn)。根據(jù)MSP430型號(hào)代碼規(guī)則，該器件是MSP430x3xx傳統(tǒng)系列產(chǎn)品中的一個(gè)，運(yùn)行在相對(duì)較慢的 8MHz時(shí)鐘頻率。這個(gè)特殊器件的另外一個(gè)特性是：帶1kB RAM和32kB非易失性存儲(chǔ)器的LCD控制器/驅(qū)動(dòng)器。型號(hào)中的“U”沒(méi)有文檔說(shuō)明，也許是MSP430系列器件中專(zhuān)用于醫(yī)療電子的特殊類(lèi)別代碼。MSP430U334控制著紅外端口、LCD顯示器、運(yùn)算和結(jié)果的存儲(chǔ)。

公司的另一款器件--7001201是用于控制試紙上的電流反應(yīng)。在測(cè)試過(guò)程中，7001201將產(chǎn)生一個(gè)電壓，并施加于血樣。這個(gè)施加于血樣的電壓將產(chǎn)生電流，7001201讀取這個(gè)電流，然后向MSP430U334提供結(jié)果。羅氏血糖儀利用電流計(jì)電化學(xué)反應(yīng)來(lái)讀取血液中的血糖值。在特定時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生的電流正比于血液中的血糖含量。電流法和庫(kù)侖法是現(xiàn)代血糖儀中用于血糖測(cè)量的兩種最流行的方法。

可以預(yù)見(jiàn)，隨著家庭糖尿病護(hù)理需求的增加，以及市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的不斷涌現(xiàn)，未來(lái)的血糖儀產(chǎn)品將會(huì)持續(xù)增加功能并降低成本。

圖1、羅氏血糖儀采用極具成本效益的設(shè)計(jì)策略。

圖2：TI公司的

作者：TechInsights公司產(chǎn)品經(jīng)理

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