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可穿戴技術(shù)升級(jí)——設(shè)計(jì)數(shù)字療法

發(fā)布時(shí)間:2023-11-03 來(lái)源:Mouser 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】隨著醫(yī)療保健的不斷發(fā)展,醫(yī)生建議采用數(shù)字療法也變得司空見(jiàn)慣(可以想見(jiàn),醫(yī)生總有一天會(huì)把某個(gè)應(yīng)用程序?qū)戇M(jìn)處方里)。數(shù)字療法用于通過(guò)軟件程序、應(yīng)用程序和數(shù)字平臺(tái)進(jìn)行醫(yī)療治療。這些創(chuàng)新系統(tǒng)旨在通過(guò)遠(yuǎn)程護(hù)理改善和治療各種醫(yī)學(xué)狀況和疾病。


這些系統(tǒng)采用數(shù)字技術(shù)提供治療或干預(yù)措施,而且已經(jīng)應(yīng)用于諸多醫(yī)學(xué)學(xué)科。認(rèn)知行為療法、正念訓(xùn)練、藥物管理和身體康復(fù)都受益于這種新的醫(yī)療護(hù)理方法。


數(shù)字療法的核心是一系列無(wú)線連接的設(shè)備,用于測(cè)量、跟蹤和提供治療。它們包括交互式工具、傳感器和可穿戴設(shè)備,用于監(jiān)測(cè)患者的進(jìn)展并提供個(gè)性化反饋,幫助他們有效地管理自己的健康狀況。


這種新一代的連接設(shè)備是通過(guò)作為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)核心的機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)通信實(shí)現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)使設(shè)備能夠共享數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,就可以為患者提供診斷和治療。

5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的引入進(jìn)一步增強(qiáng)了這一趨勢(shì)。隨著霧化器和胰島素輸送系統(tǒng)等治療技術(shù)的不斷發(fā)展,患者可以在家中舒適地接受全方位的醫(yī)療護(hù)理。


這些設(shè)備與醫(yī)院笨重的大型設(shè)備完全不同。微型化的電子設(shè)計(jì)催生了新一代的可穿戴技術(shù),使患者能夠在接受監(jiān)測(cè)和治療的同時(shí)繼續(xù)他們的日常生活。


數(shù)字療法既可單獨(dú)使用,也可與常規(guī)療法和藥物相結(jié)合,以改善患者的預(yù)后,降低醫(yī)療成本,并提供便捷可及的醫(yī)療服務(wù)。經(jīng)過(guò)證實(shí),數(shù)字療法在控制糖尿病、高血壓、抑郁癥等疾病方面非常有效,此外還可以幫助焦慮、藥物濫用和慢性疼痛患者。


數(shù)字療法的優(yōu)勢(shì)


醫(yī)學(xué)專業(yè)人士熱衷于利用數(shù)字療法帶來(lái)的潛力,因?yàn)榕c常規(guī)醫(yī)療相比,數(shù)字治療具有許多優(yōu)勢(shì)。其中非常顯著的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是易獲取性。數(shù)字療法的本質(zhì)意味著在線提供治療,因此可在任何地方通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接訪問(wèn)?;颊咭郧翱赡苁且?yàn)槲恢闷h(yuǎn)、活動(dòng)受限或其他原因而無(wú)法獲得治療,現(xiàn)在突然之間,都可以獲得治療。


這種在線交付方式在便利性方面也實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。即使完全能夠獲得常規(guī)醫(yī)療服務(wù)的患者,也會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)字療法的簡(jiǎn)單易用性正在改變他們的生活。


許多此類設(shè)備都具有基于軟件的特性,因此可根據(jù)每個(gè)患者的具體需求定制治療方案,提供更加個(gè)性化的體驗(yàn)。數(shù)字療法還通過(guò)為用戶提供幫助他們積極參與醫(yī)療保健的交互式工具和資源,來(lái)提高患者的參與度。新型的糖尿病監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子,用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自己的血糖水平。


這項(xiàng)新技術(shù)有助于提供具有成本效益的護(hù)理,使患者更能負(fù)擔(dān)得起醫(yī)療服務(wù)?;颊咴谧约杭抑薪邮苤委煟杀苊獍嘿F的看診費(fèi)。這也改善了采用數(shù)字技術(shù)治療的患者的臨床預(yù)后,以減少術(shù)后護(hù)理和長(zhǎng)時(shí)間住院的需求。


數(shù)字技術(shù)正在提高醫(yī)療專業(yè)人員對(duì)長(zhǎng)期病癥以及如何有效治療這些疾病的知識(shí)?;ヂ?lián)設(shè)備可實(shí)時(shí)收集和分析數(shù)據(jù),為臨床醫(yī)師提供關(guān)于患者健康和預(yù)后的有價(jià)值見(jiàn)解。這對(duì)數(shù)據(jù)主體極為有利,促進(jìn)了快速開(kāi)發(fā)替代治療方案。數(shù)字療法為改善患者預(yù)后和增加有效護(hù)理的可及性提供了令人興奮的新方法,同時(shí)擴(kuò)充了我們對(duì)不斷變化的醫(yī)療護(hù)理需求的了解。


實(shí)施中面臨的挑戰(zhàn)


#01 規(guī)范監(jiān)管


雖然數(shù)字療法優(yōu)勢(shì)眾多,但實(shí)施起來(lái)也面臨著一些挑戰(zhàn)。與所有計(jì)劃用于醫(yī)療領(lǐng)域的設(shè)備一樣,任何新設(shè)備都需要符合現(xiàn)有的認(rèn)證和法規(guī)。數(shù)字療法相對(duì)較新,缺乏對(duì)其開(kāi)發(fā)和使用進(jìn)行規(guī)范的明確監(jiān)管指南,這阻礙了數(shù)字療法的發(fā)展,從而加劇了挑戰(zhàn)。


因此,數(shù)字療法必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試,以證明其有效性,并且需要在這一領(lǐng)域開(kāi)展更多研究。盡管現(xiàn)有法規(guī)已經(jīng)能夠涵蓋可穿戴設(shè)備的臨床功能,但數(shù)字療法系統(tǒng)還會(huì)設(shè)計(jì)用于收集、存儲(chǔ)和傳輸敏感的患者信息。


#02 安全傳輸


因此,遠(yuǎn)程醫(yī)療在數(shù)據(jù)安全傳輸方面需要有更好的保障??纱┐髟O(shè)備一般會(huì)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸健康數(shù)據(jù),因而設(shè)計(jì)師必須意識(shí)到圍繞個(gè)人隱私的新監(jiān)管層面。開(kāi)發(fā)者和衛(wèi)生保健提供者必須能夠向患者保證其個(gè)人信息的安全。這類治療的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)性質(zhì)也可能在將數(shù)字療法整合到現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)時(shí)帶來(lái)挑戰(zhàn),對(duì)于較小的診所或資源有限的診所尤其如此。


這可能成為患者廣泛接受這些新技術(shù)的障礙之一,也可能導(dǎo)致患者不愿采用這些新技術(shù),就算這些新技術(shù)可能提供諸多優(yōu)勢(shì)也無(wú)濟(jì)于事。盡管采用類似智能手機(jī)的界面,但有些患者可能并不熟悉可穿戴設(shè)備的操作邏輯。


#03 初始費(fèi)用


數(shù)字療法的初始費(fèi)用也是人們采用它的一個(gè)潛在障礙。雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,數(shù)字療法具有成本效益,但制造商面臨著開(kāi)發(fā)和實(shí)施醫(yī)療設(shè)備所需的高昂成本,以及漫長(zhǎng)的測(cè)試和認(rèn)證過(guò)程。


因此,盡管數(shù)字療法為改善患者預(yù)后和增加醫(yī)療干預(yù)措施的可及性提供了巨大的前景,但制造商必須意識(shí)到廣泛采用和使用數(shù)字治療技術(shù)必須要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。


設(shè)計(jì)師面臨的挑戰(zhàn)


數(shù)字療法的出現(xiàn)使醫(yī)療護(hù)理走出了醫(yī)院的局限,進(jìn)入了可穿戴技術(shù)的領(lǐng)域。得益于微型化電子設(shè)計(jì),患者現(xiàn)在可以在遠(yuǎn)程監(jiān)控和治療的同時(shí)自由地繼續(xù)他們的日?;顒?dòng)。


例如,針對(duì)糖尿病患者的新型可穿戴設(shè)就很好地結(jié)合了減尺寸與強(qiáng)大功能。通過(guò)藍(lán)牙連接到智能手機(jī)后,機(jī)器和智能手機(jī)的組合擁有比眾多醫(yī)院儀器更強(qiáng)大的連接和計(jì)算能力。這種物聯(lián)網(wǎng)變革使得先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備能夠脫離醫(yī)院受保護(hù)的環(huán)境,進(jìn)入患者的手中。


#01 用戶為中心


設(shè)計(jì)師在創(chuàng)造這些設(shè)備時(shí),比以往任何時(shí)候都更要遵循以用戶為中心的方法,確保它們易于使用并滿足患者的需求。這需要與患者和醫(yī)療保健提供者密切合作,以了解他們的需求和偏好,并將他們的反饋納入設(shè)計(jì)過(guò)程。


#02 可用性測(cè)試


設(shè)計(jì)師必須進(jìn)行可用性測(cè)試,以確保他們的設(shè)備易于使用和理解。這涉及到與真實(shí)用戶一起廣泛測(cè)試設(shè)備,以確定任何關(guān)鍵問(wèn)題,以便做出更改,從而改善患者體驗(yàn)。同時(shí),還必須考慮可及性,以確保所有患者都能使用設(shè)備,無(wú)論其身體能力如何。這可能涉及包含以下特征,如文本到語(yǔ)音轉(zhuǎn)換、高對(duì)比度顯示和可調(diào)節(jié)的字體大小。


#03 連接器升級(jí)


設(shè)計(jì)師們?cè)趧?chuàng)造解決方案時(shí)還面臨著這樣的挑戰(zhàn):不僅要高速共享數(shù)據(jù),而且要讓尺寸更小。這就對(duì)用于這些設(shè)備的連接器提出了特別嚴(yán)苛的要求。隨著數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到每秒千兆比特的范圍,連接器創(chuàng)建可靠、安全電路的能力變得越來(lái)越重要。


與此同時(shí),新一代醫(yī)療設(shè)備的便攜性(無(wú)論是可穿戴還是手持式),意味著高速連接器要經(jīng)得起粗暴對(duì)待。對(duì)于這些數(shù)據(jù)密集的應(yīng)用而言,暴露在沖擊和振動(dòng)下是一個(gè)至關(guān)重要的考慮因素。


嚴(yán)苛的環(huán)境會(huì)造成短暫的開(kāi)路。低頻電力系統(tǒng)要足夠強(qiáng)大到不受一個(gè)微秒間隙的影響。然而,現(xiàn)代設(shè)備需要以每秒10千兆比特或更高的速率處理數(shù)據(jù),這意味著只要1微秒的信號(hào)中斷就可能導(dǎo)致關(guān)鍵信息丟失。


建立聯(lián)系


為確保數(shù)字治療設(shè)備的安全可靠連接,連接器的設(shè)計(jì)必須足夠耐用,以承受可穿戴設(shè)備所經(jīng)受的粗暴對(duì)待、沖擊和振動(dòng)。然而,隨著薄型器件的興起,意味著就像連接器需要具備堅(jiān)固的物理性能一樣,它們也必須具有更小的封裝尺寸和更細(xì)微的腳距。傳統(tǒng)板對(duì)板連接器已被諸如柔性印刷電路(FPC)這種薄型輕便的器件所替代。


互連連接器制造商Molex明白連接器提供小尺寸、穩(wěn)健設(shè)計(jì)和高性能的正確組合是有多么重要。對(duì)于互聯(lián)世界中的解決方案,這些品質(zhì)至關(guān)重要,設(shè)計(jì)師需要找到理解他們所面臨挑戰(zhàn)的解決方案提供商。Molex憑借其專業(yè)知識(shí),能夠?yàn)榭蛻籼峁﹦?chuàng)新、可靠的解決方案,并致力于為未來(lái)技術(shù)的設(shè)計(jì)者提供選擇。


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圖1:Molex四排板對(duì)板連接器

(來(lái)源:Molex)


該公司近期的創(chuàng)新讓細(xì)腳距連接器登上了新的高度:四排板對(duì)板連接器在一個(gè)只有3.10mm(總腳距+)長(zhǎng)、2.00mm寬、0.60mm高的封裝中,提供多達(dá)36個(gè)觸點(diǎn)(圖1)。Molex通過(guò)在0.35mm腳距上使用四排觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了這種小尺寸,并將每排錯(cuò)開(kāi),使其有效腳距僅為0.175mm。因此,可為PCB設(shè)計(jì)師提供更易于管理的占板面積,制造過(guò)程中也能允許更大的公差。


連接器兩端的功率元件在50V時(shí)可提供高達(dá)3A電流。提供的機(jī)械強(qiáng)度足以讓該四排連接器成為嚴(yán)苛條件下的實(shí)用解決方案,是新一代可穿戴醫(yī)療設(shè)備的理想選擇。


結(jié)語(yǔ)


數(shù)字療法的潛力在于提供創(chuàng)新、個(gè)性化和易于獲取的醫(yī)療解決方案,這些解決方案將改善患者預(yù)后、降低醫(yī)療成本并終將改變我們的醫(yī)療保健方式。要為這場(chǎng)醫(yī)療變革設(shè)計(jì)硬件,就需要對(duì)其功能和工作環(huán)境有基本的了解。設(shè)計(jì)人員必須確保他們選擇的連接器能夠提供醫(yī)療行業(yè)要求的可靠性、穩(wěn)健性和性能。


數(shù)字療法正在通過(guò)提供創(chuàng)新和有效的治療方案,使醫(yī)療保健交付方式發(fā)生重大變化,讓人們可以隨時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接獲取治療。這些技術(shù)帶來(lái)了許多優(yōu)勢(shì),包括增加可及性、便利性、個(gè)性化、患者參與度、成本效益以及改善臨床結(jié)果。然而,這些設(shè)備的實(shí)施也面臨著一些挑戰(zhàn),包括符合法規(guī)和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。設(shè)計(jì)師必須采用以用戶為中心的方法,創(chuàng)建易于使用、滿足患者需求并符合法規(guī)要求的設(shè)備。連接器在這場(chǎng)革命中扮演著重要的角色。


Molex的創(chuàng)新四排連接器為新一代可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供了緊湊、高性能的解決方案,提供了醫(yī)療行業(yè)所需的可靠性、耐用性和性能。



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