使用在線工具監(jiān)測(cè)數(shù)百名患者

本文作者：德州儀器 Manuel Diaz Corrada

隨著醫(yī)療保健范圍擴(kuò)大到涵蓋新興技術(shù)，以及電池尺寸的縮小和互連性提高，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪粓?chǎng)治療方案的范式轉(zhuǎn)移。在接下來的十年中，醫(yī)生通常可以使用在線工具監(jiān)測(cè)數(shù)百名患者，無需親自進(jìn)行體檢，這樣一來醫(yī)療保健系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)越來越多的患者。

伴隨這一趨勢(shì)的到來，越來越多的醫(yī)療和個(gè)人電子產(chǎn)品公司正在采用可穿戴設(shè)備來改善住院和門診治療階段患者的治療效果和提高服務(wù)質(zhì)量。這些公司通過對(duì)醫(yī)療設(shè)備的各種創(chuàng)新幫助提高對(duì)患者的服務(wù)質(zhì)量，但其中一個(gè)重點(diǎn)是更改設(shè)計(jì)，以便所有護(hù)理設(shè)備能夠在患者整個(gè)住院期間跟蹤患者情況。目前，重要的資源專用于移動(dòng)患者并在不同病房之間交換監(jiān)測(cè)設(shè)備。當(dāng)護(hù)士必須準(zhǔn)備大型設(shè)備以接收來自其他病房的患者，并且必須協(xié)調(diào)后勤以便在患者轉(zhuǎn)移后將設(shè)備送回原始位置時(shí)，所有這些流程不僅耗時(shí)而且費(fèi)力。移動(dòng)性更佳的設(shè)備可以順利地將患者從重癥監(jiān)護(hù)室轉(zhuǎn)移到普通病房直到患者最終出院。由于無需在科室之間或甚至外部機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，過渡階段的護(hù)理過程允許設(shè)備與患者相連，因此也變得更加方便。

便攜性并非一個(gè)新概念，因?yàn)榇蠖鄶?shù)傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)使用電池（雖然尺寸非常大）。但這些電池的規(guī)格使得大多數(shù)患者難以被輕松移動(dòng)。為解決這一難題，各大公司紛紛采取了一種新方法，就是使用基本傳感器作為主要監(jiān)測(cè)工具，并通過與醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)連接指定的輔助功能。清除所有處理、存儲(chǔ)和其他非監(jiān)控過程可減少醫(yī)療設(shè)備的成本和表面積，提高其經(jīng)濟(jì)性、輕便姓和通用性。通過監(jiān)測(cè)如圖1所示的患者信息，從尖端可穿戴設(shè)備到傳統(tǒng)醫(yī)院設(shè)備，如床邊監(jiān)護(hù)儀、藥物輸液泵和裝有傳感器的床，醫(yī)療設(shè)備可以幫助患者與其醫(yī)療團(tuán)隊(duì)保持互聯(lián)。

互聯(lián)可改善大量常規(guī)醫(yī)療流程，包括文檔記錄、資產(chǎn)跟蹤和患者護(hù)理。自動(dòng)記錄文件可防止在記錄生命體征時(shí)出錯(cuò)。持續(xù)連接的設(shè)備可最大限度地利用設(shè)備，使其方便甚至完整地完成常規(guī)醫(yī)療程序。

例如，防止臥床患者出現(xiàn)褥瘡的過程。在以往，護(hù)士必須記住每隔幾個(gè)小時(shí)改變并記錄患者的位置，以防出現(xiàn)壓瘡。但是，互聯(lián)的醫(yī)院病床或患者佩戴的傳感器可以使這一過程更順暢，它們可以自動(dòng)跟蹤活動(dòng)，并在需要采取行動(dòng)時(shí)提醒護(hù)士。這些設(shè)備還可以創(chuàng)建患者不同體位的準(zhǔn)確日志，若患者報(bào)告有任何疼痛或狀態(tài)改變，醫(yī)生將獲得有用的信息。

通過這些小改進(jìn)，我們即將迎來一場(chǎng)醫(yī)療變革。醫(yī)生現(xiàn)在可以花費(fèi)更少的成本來做更多的事情，但前提是這些設(shè)備必須保持開啟。出于這個(gè)原因，全天候電池壽命對(duì)于患者治療與護(hù)理過程的便利性和結(jié)果至關(guān)重要。

持續(xù)的通信和觸摸屏等其他功能所消耗的能量使得一次性電池?zé)o法成為這一新監(jiān)控空間內(nèi)的可行解決方案。通過為這些操作提供電力，這些電池的電量會(huì)快速耗盡，從而大幅增加了每個(gè)設(shè)備操作的成本。雖然可充電鋰離子電池足以解決電源問題，但它們需要更加穩(wěn)定的溫度和保護(hù)，正確充電是重點(diǎn)。對(duì)于小且易受電噪聲影響的醫(yī)療應(yīng)用，線性充電器可用于執(zhí)行充電任務(wù)。線性充電器易于設(shè)計(jì)到任何功率塊中，可提供高達(dá)1.5A的充電電流，其解決方案尺寸小于開關(guān)式充電器。

TI最小的線性充電器bq25100具有終端電流控制功能，精度低至1mA，泄漏電流僅為75nA（與蓄電池的自放電率相比可忽略不計(jì)），其物料清單（BOM）成本在市場(chǎng)上也是最低的品類之一。這些特性使得bq25100成為需要充電電流低于250mA或精確終止電流的簡單應(yīng)用的理想選擇，例如可穿戴應(yīng)用和患者監(jiān)護(hù)儀。

如果您需要更復(fù)雜的充電器，bq25120A則是一個(gè)很好的選擇。該充電器配有集成的I2C、按鈕控制、低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、降壓轉(zhuǎn)換器、快速充電和電源路徑功能，同時(shí)，尺寸仍然小于三粒米的大小。它具有在為電池充電的同時(shí)為系統(tǒng)供電的能力，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)啟動(dòng)功能。按鈕控制有助于通過軌道啟動(dòng)或中斷與微控制器（MCU）的連接，從而可以輕松使用不同的工作模式。快速充電允許在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量充電，但這樣做會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生一些額外的磨損。

內(nèi)置的I2C通信控制可讓該設(shè)備實(shí)現(xiàn)完全定制化。例如，I2C接口可以讓您通過MCU自定義充電配置文件。您可以配置充電電壓、充電電流、終止閾值、輸入電流限值、安全定時(shí)器限值等，以滿足各種規(guī)格要求。通過這種定制，可以設(shè)計(jì)出輕便的可穿戴解決方案，附帶的小型電池可以充電，而不會(huì)影響性能或定制化。定制還可以降低終止電流，這意味著您可以在每個(gè)周期為電池充電至更高的容量。參見圖2。

圖3顯示了在可穿戴心電圖（ECG）貼片中使用bq25100或bq25120A線性充電器的情況。這種心電圖貼片將使近期有心臟手術(shù)的患者能夠被持續(xù)跟蹤到他們的生命體征，而不會(huì)有擾人的電線或與他們連接的設(shè)備。像bq25120A這樣的小型化設(shè)備可使這種設(shè)計(jì)成為可能。

由于對(duì)小型解決方案的需求不斷增大，電池正成為醫(yī)療技術(shù)中不可或缺的一部分，它使得便攜性、較長的使用壽命和持續(xù)的互連性成為可能。使用持續(xù)監(jiān)控患者健康狀況的設(shè)備不僅可以增強(qiáng)患者護(hù)理的體驗(yàn)，還能夠改善醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)的醫(yī)療流程。像bq25100和bq25120A 這樣注重尺寸的線性充電器可最大限度延長電池的使用壽命，使得像心電圖貼片這樣的器件可以滿足患者的健康檢查需求，而無需持續(xù)更換電池，從而影響監(jiān)測(cè)。

當(dāng)然，TI提供的線性充電器種類遠(yuǎn)不止此文中提到的幾種，德州儀器正在不斷開發(fā)更多新產(chǎn)品，以滿足醫(yī)療行業(yè)的最新需求。其中包括支持最新型患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)品，通過更靈活更高效的性能，從而幫助從ICU到患者家庭的現(xiàn)代醫(yī)療護(hù)理過程變得更理想。未來充滿了不確定性，但此產(chǎn)品的前景一片光明。

審核編輯：何安