借助最新半导体技术实现医疗创新

芯片设计师也在其器件中增加了特性以允许医疗设备设计师控制功耗。例如，Microchip公司的dsPIC33F系列MCU具有空闲、休眠和打盹模式，每种模式有多个选项，从而使医疗设备设计师拥有调整功耗的灵活性。在许多医疗设备中，在大多时间内MCU无所事事。

危重症候监视器(vital-sign monitor)、输液泵、数据记录仪及许多诊断仪器的输入信号是变化相当缓慢的温度、压力和生物电信号。这类设备内的处理器在大多时间内处在低功耗状态，可每几个毫秒唤醒一次，以执行指令。以这种方式工作时，总体平均电流只是该处理器正常工作电流的一部分。

能量保持方面的进一步进展将催生新一类设备。在某些植入设备中，压电和热电电源也许有一天会取代电池。一款微传感器已被整合进一个髋关节植入设备内，以监测植入设备与康复骨组织的结合情况。该设备是由运动供电的，它以患者的运动作为能源。

电子和医疗设备共享的第三个趋势是连通性。在这两个领域，无线已成为主导技术。在1999年，美国联邦通信委员会(FCC)将402到405 MHz频段分配给医疗植入通信服务(Medical Implant Communication Service)。该频段用于与植入设备的通信。例如，病人床边的基站可监测心脏起博器的工作。基站定时把记录下来的数据发送给医生进行分析。

其它外部设备采用蓝牙、红外、ZigBee协议、Wi-Fi或其它专有协议进行通信。家庭健康看护网络将体重秤、血压计、体温计、肺活量计和其它诊断仪器与远程医疗终端连接起来。这些网络能实现高效的疾病管理看护而无需经常光顾医生办公室。

当然，并非全部医疗网络都是无线的。一些设备足够复杂，所以使用自己的内部网络。例如，一台透析机会包含十几个或更多的MCU。一个CAN总线将一个主控单元与机器内控制多个蠕动泵的若干其它设备连接起来。CAN总线上的其它节点监控压力或控制流通阀的开闭。

有线和无线LAN在医院里用得也越来越多。电子病人档案、处方下达和传递以及成像数据都可通过网络或在病人床边获得。

随着电子和医学在围绕小型化、低功耗和连接性方面取得的创新，新电子医疗设备的研发预期将加速。但，同时留意因这两个领域的不同带来的挑战是明智的。半导体技术的变化要比医疗设备的快得多。元器件制造商自然愿意提供用最新工艺制造的最新产品；另一方面，医疗设备设计师在设计中通常更愿意选用已上市一段时间、具有良好口碑的元器件。同样，当医疗设备通过美国联邦食品及药物管理局(FDA)的审批投入生产后，制造商一般不情愿对元器件做出更改。

最后，正在电子和医疗设备间经历的融合是不可避免的。生物医学研究继续确定新的疾患治疗方法。电子研究很可能继续在帮助应用这些疗法的设备成为现实。上述两个领域内工程师的更紧密合作将以现在难以想象的方式加速健康护理的进展步伐。

作者：Steve Kennelly

医疗产品部门主管

Microchip 公司