先進的半導體技術使醫(yī)療設備尺寸越來越小，功能越來越強大，甚至可在家中使用。對于患者來說，這意味著就醫(yī)越來越方便，門診次數(shù)越來越少，醫(yī)療成本越來越低。但是要在家中使用，醫(yī)療設備必須簡單、安全，甚至能承受錯誤使用，而且能夠區(qū)分正確結果與錯誤程序得出的結果。

 

由于人口老齡化問題，家用醫(yī)療保健設備的需求不斷膨脹。根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)，60歲以上人口2006年已達6.5億，預計2025年這一數(shù)字將達到12億。目前半導體開發(fā)主要集中于娛樂和通信領域的家用和手持式消費電子設備。

 

此類設計經驗甚至某些器件對新一代家用醫(yī)療保健設備的實施很有用。當該技術與高性能儀器儀表級傳感器和數(shù)據(jù)采集器件結合，最終產品可構建到醫(yī)療級系統(tǒng)內，并輕松部署于家中。精密半導體產品包括可靠的高性能傳感器、放大器和數(shù)據(jù)轉換器，這些用于提取精密信號并將其轉為數(shù)字量;以及嵌入式處理器，用于對采集的信號執(zhí)行復雜分析。

 

 

目前的診斷測量系統(tǒng)是基于集成式解決方案，監(jiān)控臨床上相關的特定目標物質。測量系統(tǒng)包含一個檢測層，用于識別目標物質，并生成可被傳感器測量的生物化學信號。該技術的一個示例是血糖檢測。葡萄糖測試條上的酶選擇性地將葡萄糖轉換為可測量的物質。此過程中，產生的電子與葡萄糖水平成正比。

 

這些電子可使用基于電流的電表來測量。硅傳感器包括電容數(shù)字轉換器、阻抗數(shù)字轉換器、基于LED的光子系統(tǒng)、光電二極管、基于MEMS的運動傳感器(用于測量加速度、地心引力和傾斜度)以及用于旋轉檢測的陀螺傳感器。

 

 

該信號處理模塊常與高精度放大器配合使用，可驅動傳感器并進行數(shù)字轉換。ADC等產品可以實現(xiàn)低功耗、高精度系統(tǒng)。逐次逼近型寄存器(SAR)和Σ-Δ型轉換器非常適合這些系統(tǒng)所需的分辨率和測量信號帶寬。

 

 

想要在臨床環(huán)境外提供緊湊、電池供電的醫(yī)療診斷和監(jiān)控應用，需要高性能、低功耗、低成本和安全的嵌入式處理。嵌入式處理器會分析采集的信號，首先驗證質量并將信號轉換成醫(yī)學上可用的信息，然后以可用的格式將結果傳遞給患者，同時控制器件。

 

處理器也可用于管理無線(或有線)連接，以便將患者數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)師。不難想象，可以設計出手表型的器件，以無創(chuàng)式方式監(jiān)控生命體征。如果開發(fā)人員想要在最低系統(tǒng)成本和功耗基礎上提升性能，可以考慮融合DSP和微控制器，例如ADI的Blackfin。ADI公司最近推出的無線電SoC組合了數(shù)據(jù)轉換、RF和32位處理能力，可提供高功效的無線連接。

 

非常適合必須在高噪聲環(huán)境中快速采集、測量和發(fā)送數(shù)據(jù)，而又不允許大量消耗電池電量的醫(yī)療應用。例如，病人穿戴的無線動態(tài)心電或遙測監(jiān)護儀必須非常小，能以低功耗依賴電池長期工作，并且具備足夠高的性能水平，能夠持續(xù)不斷地傳輸病人的生命體征。ADuCRF101支持這些應用，而且還能在醫(yī)院環(huán)境之外進行病人監(jiān)護。

 

 

家用醫(yī)療保健設備的示例有：夜間肺部監(jiān)護儀Wholter，個人哮喘評估設備Wheezometer，兩種產品均由以色列Karmelsonix公司開發(fā)。Wholter和Wheezometer滿足了全球4800萬哮喘患者評估和控制病癥的需求，而以前病人只能通過手術或住院才能獲得治療。

 

有效的哮喘評估必須即時準確，才能為適當?shù)尼t(yī)療措施提供依據(jù)。過去，只有醫(yī)院或手術室的肺活量計才具有如此高的可靠性。為了將這種醫(yī)療技術從醫(yī)院轉移到家庭，Karmelsonix采用ADI公司的BlackfinDSP和其它精密信號處理器件，確保哮喘患者能夠獲得準確可靠的“喘息率”(一種重要的哮喘發(fā)作指標)評估信息。