可穿戴式醫(yī)療設(shè)備設(shè)計挑戰(zhàn)及對策

醫(yī)療保健不再是醫(yī)院的專利，它們與人們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系日益緊密。醫(yī)療設(shè)備正逐漸從便攜式設(shè)備發(fā)展為可穿戴式設(shè)備，這樣就意味著設(shè)備應(yīng)能夠長期連續(xù)使用。這些新設(shè)備給設(shè)計人員帶來了許多新的挑戰(zhàn)。本文將探討其中一些挑戰(zhàn)并給出解決之策。

藥物灌注療法

人體可穿戴的醫(yī)療設(shè)備并不新鮮。許多人都熟悉尼古丁貼片和暈動病貼片之類的可穿戴式產(chǎn)品。它們?yōu)樾乱淮娮赢a(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。電離子透入貼片就是這種新生代產(chǎn)品的其中一員。

電離子透入療法通過電流使藥物透過皮膚完成注入。透皮藥物電離后溶解在水溶液中，并敷在貼片中的電極上。然后，這種經(jīng)過特殊配制的電離混合物可在直流電流的作用下透過皮膚，如圖1所示。目前使用的大多數(shù)貼片可在任何部位佩戴數(shù)分鐘到數(shù)小時，具體取決于藥物和所治療的病癥。

圖1：典型電離子透入過程

電離子透入療法具有多種優(yōu)勢。首先，藥品可在局部達到極高的劑量水平，而不像注射器注射那樣使藥品分布在全身。這種局部用藥治療方法能提高療效并減小副作用。

隨著電子技術(shù)(如開關(guān)電源設(shè)計)以及經(jīng)濟高效的高性能MCU的發(fā)展，生產(chǎn)低成本的一次性藥物分配器已成為可能。許多消費者已經(jīng)在使用自助式電離子透入產(chǎn)品針對多種病癥(包括頭痛、感冒瘡和皺紋)進行給藥。

設(shè)計人員在設(shè)計電離子透入貼片之類的設(shè)備時面臨眾多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)是關(guān)鍵電子元件位于設(shè)備的可穿戴部分，而該部分在使用一次后就會被丟棄。這種情況迫使貼片電子元件必須小巧且廉價。同時，由于這是小型的一次性產(chǎn)品，電池成本和容量使設(shè)計受到了進一步限制。而且，設(shè)計方案還應(yīng)便于修改以實現(xiàn)其他功能，例如更改藥物劑量和灌注的持續(xù)時間。