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輕薄型柔性健康醫療數據線問世,穿戴式醫療器材互連挑戰有解

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輕薄型柔性健康醫療數據線問世,穿戴式醫療器材互連挑戰有解

發布日期:2018-11-07 作者: 點擊:

穿戴式醫療器材的互連設計須符合小尺寸、經久耐用等要求;新一代輕薄型柔性健康醫療數據線能有效避免機械和電氣性能的減損,确保設備器材運作可靠性,并具有更高柔軟性與較長的撓曲壽命,可顯着降低線纜損壞風險,提升佩帶時的舒适度。

穿戴式醫療器材的互連設計須符合小尺寸、經久耐用等要求;新一代極薄的羽量級柔性健康醫療數據線,能有效預防機械性能和電氣性能的損失,并具有更高柔軟性與較長的撓曲壽命,可顯着降低線纜損壞風險,并提升佩帶時的舒适度。 

穿戴式電子設備是專門為讓使用者在身上穿戴或者附着在衣物上而設計,其中整合了可探測生理征象的生物感測器。在保健和健身領域中,琳琅滿目的穿戴式設備正如雨後春筍般推出上市,它們可監控運動、營養狀況、心率以及許多其他健康參數與身體狀況。 

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消費者希望穿戴式設備可提供切實的特性,例如設計美觀、符合人體工程要求、防水,以及耐沖擊等。盡管對提高資料速率、延長電池壽命和加快充電速度的要求愈來愈高,但設備卻越來越輕薄。醫療器材的制造商也在智慧手機和其他行動消費性産品的成功基礎上,不斷地改善可攜式和穿戴式監護設備的各種性能。 

許多保健業人士都認為穿戴式設備将會為病患治療和疾病預防領域帶來重大改變。行動設備和穿戴式設備都具有協助解決保健領域效率不足以及成本日益上升等問題的潛力。合适的技術可以帶來前所未有的機會,讓保健服務供應商即時獲得所需的準确資料,從而為預防、診斷和治療各種慢性病痛的工作提高成本效益。 

可攜式監護設備可在日常活動中佩戴,使許多須要不斷監測生命征象的病人不必受困于醫院或其他臨床環境。穿戴式技術是減少不必要急診和降低再次入院率的強大工具,同時還可協助病患滿足治療計畫的要求。 

同時,穿戴式健身器材也逐漸獲得運動員和其他希望保持健康的人士的青睐。這些器材已經從基本的心率監測發展為整合了感測器的各種多功能精密監測儀器,可以追蹤心率、體溫、脈搏、血壓和多種其他健康指标。 

感測器技術和超微型電子元件上的突破,帶動了穿戴式醫療和健身器材在設計上的創新。除了進一步縮小形狀外,許多新型的醫療器材都導入了電容和機械觸控闆、畫面清晰的LED顯示器,以及其他最初出現于消費性電子産品領域的先進技術。要設計出實用高效并且具有極高安全性的可攜式和穿戴式醫療器材,比設計出色的消費性産品更加複雜。 

醫療器材在體積縮小的同時,對可靠性和安全性的需求并沒有降低。消費性産品發生故障可能會使人感到不便或不快,而醫療器材的故障則可能會危及患者的生命安全。對于用于監測關鍵性生命征象或者救命用的器材來說,設計者在決策時要考慮到許多有關固有安全性的問題。 

醫療器材設計首重安全:與消費性設備相比,攜帶式醫療器材需要更高的機械性能,以确保可靠的操作以及患者的安全。由于須縮小材料的物理尺寸來實現設備的可攜性并提高患者的舒适度,因此要設計出足夠堅固并且具有極長使用壽命的高性能線纜元件變得愈來愈困難。與較大元件相比,連接器和線規線(Gauge Wire)的尺寸越小,其固有強度就越低。攜帶式病患監護設備中使用的感測器和線纜元件需要滿足FDA和ISO有關安全性和生物相容性的要求。在産品最終能夠發布前,醫療器材制造商在産品開發過程中也須克服符合性(Compliance)、驗證和臨床試驗等額外的開發問題。 

雖然無線設備日益流行,但大多數醫療監護設備還是以有線的方式連接,有線醫療監護儀器依然是産業的标準。電訊或資訊娛樂領域中個人電子設備所使用的連接器和線纜元件,不一定适合醫療器材使用。每個設計決策都必須考慮到法規要求和固有安全性問題,縮短線纜尺寸和縮小體積也必須審慎進行,以免損失力學性能或電氣性能。 

柔性健康醫療數據線備受青睐:微型電子元件使得可攜式設備的尺寸可以達到手機般大小,以便在不阻礙病患自由活動的情況下執行監護與心電圖診斷功能。這類小型設備一般都會采用極薄的柔性健康醫療數據線元件來提供電源和訊号連接。 

供應商從縮小消費性設備尺寸中獲得經驗,充分用于在穿戴式醫療器材中導入極薄的柔性電路。對于不适合采用剛性印刷電路闆(PCB)的醫療應用,市場上已有業者可提供客制化的柔性印刷電路之設計與制造服務。柔性印刷電路可多達二十層及實現數百萬次撓曲操作,并具有每秒高速處理多達10Gigabit資料的設計。 

在縮短醫療器材線纜尺寸和縮小體積的過程中,其設計必須能夠有效預防機械性能和電氣性能的損失。線纜元件必須具有與所連接設備一緻的使用壽命。在結構上的進步使得極薄的羽量級柔性醫療線纜元件得以面市,進而優化性能與耐久性。 

線纜材料的柔性有别于線纜元件的撓曲壽命,兩者是不同的特性。線纜組件設計的其中一個重要因素,是要了解每種特性所發揮的作用以及如何對設計用途産生影響。對于必須經久耐用的線纜來說,較長的撓曲壽命(也就是損壞前有更多的撓曲周期次數)是極為重要的特性。高柔性可使線纜以較小的半徑彎曲,而不會發生性能降低或者造成線纜損壞的情況。對于某些應用來說,這兩種特性都是有用的,甚至是非常必要的。 

任何有關電線、線纜和連接器的設計都會在工程和制造上帶來挑戰。一般設備制造商在連接器與線纜元件的設計與制造方面往往沒有充分經驗,因此,最經濟、快速的方法可能就是與專門從事醫療器材電子解決方案的企業合作。 


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