你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

醫(yī)療電子微型化需求對其元件集成發(fā)起挑戰(zhàn)

發(fā)布時間:2011-01-19 來源:醫(yī)藥經(jīng)濟報

醫(yī)療電子的機遇與挑戰(zhàn):
  • 減小電源體積
  • 發(fā)展能量收集技術
  • 微型化

開發(fā)下一代電子醫(yī)療器械將會面臨電子和設計工程方面(如低功耗、微型化和無線電設計等)的諸多挑戰(zhàn)?!夺t(yī)學電子設計》(Medical Electronics Design)一書的作者Steve Makl就稱,以前只有國防和航空航天工業(yè)有微型化的需求,而現(xiàn)在這一趨勢已經(jīng)在向遠程通信和醫(yī)療器械產業(yè)延伸,主要是由于現(xiàn)在越來越需要認真考慮許多電子工程學的應用,從而促使制造商想方設法減小組件的體積。

減小電源體積
未來能量貯存技術將會在電子醫(yī)療器械產品中廣泛應用。美國國防部高級研究計劃局(DARPA)正在進行一項與沙子一樣大小的鋰電池設計。參與這一研究項目的加利福尼亞大學工程師Jane Chang開發(fā)了一種電解質,可以在兩極之間進行充電。

Jane Chang與其同事一起設計的鋰電池外部覆蓋微米級的柱子,內部用納米級的金屬絲,裝上電解質,增加表面與體積比。電解質鋰鋁矽酸鹽是比較合適的材料,不過這一研究還處于早期階段。

Jane Chang解釋說:“我們試圖完成具有傳統(tǒng)的鋰離子電池同樣功率密度和同樣能量密度的新型電源,不過我們要盡量壓縮這一電源的體積。”

能量收集技術
研究人員一直在想方設法降低無線電醫(yī)療器械的能量需求水平。比利IMEC與荷蘭Holst Centre正在進行合作,使雙方納米技術和無線電技術領域的專家整合起來進行研究。年初,這兩家公司因為耐用的心電圖(ECG)能力獲得方法的技術創(chuàng)新獲得了弗若斯特沙利文獎(Frost & Sullivan Award)。

IMEC和Holst Centre由熱電材料制成的這一裝置可以把機體的熱量轉化成電流,轉移到能量儲存系統(tǒng)中。然后,這些能量可以用于驅動自動化耐用的ECG系統(tǒng),通過無線電把ECG信號即時傳送到基站。

整個裝置有關14個部件,大約3×4平方厘米大小,可以放入襯衣口袋中,并具有ECG內外工作環(huán)境。這一裝置耐用并且不怕放在襯衣里被水洗和烘干,而且終生都不需要維修

研究人員如是評價這一裝置:“免維修、自動供電、終生使用、可放在襯衣中的心電圖儀,可有效并很方便監(jiān)護人們的健康,這在過去是不可能想象的。”

不過,能量收集技術并不能夠為許多個人裝置提供足夠工作的能量。局部地處理一些數(shù)據(jù)可能會降低醫(yī)療器械所需要的能量水平。

微型化
醫(yī)療器械的微型化在最近幾年取得了飛速進展,然而仍有很長的路需要走。許多部件還有待于進一步減小體積。

不過Steve Makl認為:“單純減小一個部件的體積對于醫(yī)療器械的微型化可能并不是最有效的,需要把組合的無源元件替換成具有較高容積效率的多元組件。”

多元組件經(jīng)常用于醫(yī)療器械中,而現(xiàn)在越來越要求微型化,無線電組件將在無源電子微型化中發(fā)揮更大的作用,主要是因為陣列越來越要求節(jié)省空間。

Steve Makl預測:“無源元件集合正在或者即將為開發(fā)更多較小的醫(yī)用電子設備發(fā)揮著重要作用,因此,不同的無源元件將會被整合到單個的組件之中。”
要采購維修么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術文章更多>>
技術白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關閉

?

關閉