【導讀】現(xiàn)代人擁有較為富足的生活，但像是高血壓、糖尿病等疾病，也成為現(xiàn)代人的常見疾病。通過一些穿戴醫(yī)療設(shè)備來監(jiān)測患者的生理狀態(tài)，以進行身體狀態(tài)的管理，已經(jīng)成為維持患者身體健康、改善生活質(zhì)量的重要設(shè)備。這些穿戴醫(yī)療設(shè)備必須具備體積小、重量輕，但又要滿足支持大電流、使用壽命長的需求，因此大電流型的鈕扣電池將成為這些穿戴醫(yī)療設(shè)備的理想拍檔。本文將為您介紹新型血糖監(jiān)測儀的發(fā)展，以及由村田（Murata）推出的大電流型鈕扣電池的產(chǎn)品特性。
傳統(tǒng)手動控糖方案不方便、不精確與不及時
經(jīng)濟的發(fā)展給人們帶來富足的生活，但也帶來一些“富貴病”，例如糖尿病等，已經(jīng)成為現(xiàn)代人的常見疾病。依據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟（IDF）的《2021全球糖尿病地圖（第10版）》顯示，在過去10年間全球糖尿病患者數(shù)量持續(xù)增長，已經(jīng)達到約5億多人，其中中國糖尿病患者人數(shù)由0.9億增至1.41億，占全球患者人數(shù)的26%，預計今后全球的糖尿病患者將進一步增長。因此，如何做好血糖監(jiān)控和管理，將是擺在人類社會面前的一個重大課題。
傳統(tǒng)手動控糖方案對糖尿病患者來說相當不方便、不精確與不及時，以往糖尿病患者在家主要是定時用血糖儀采集指尖血來檢測毛細血管的血糖值，若超過醫(yī)生給的建議值，則手動注射胰島素來控制血糖，但是這套老方法既“不方便”也“不精確”，這是因為人體的血糖值在一天內(nèi)會頻繁大幅變動，個別時間點的定時血糖檢測，并不能實時且精確的反應(yīng)真實的血糖水平。此外，采用手動注射胰島素，將較難控制注入量的精度。傳統(tǒng)手動控糖方案相當不方便、不精確、不及時，即便能夠補充胰島素，但是患者仍然需要嚴格控制飲食等，生活質(zhì)量并沒有因此而改善。
“人造胰腺” 提高糖尿病患者的生活品質(zhì)
如今，隨著科技的發(fā)展，科學家和技術(shù)工程師們研發(fā)出了智能型可穿戴的“人造胰腺”設(shè)備。這種連續(xù)血糖監(jiān)測裝置（CGM）又稱為“人造胰腺”，其工作原理是將CGM的傳感探針植入皮下，可以自動實時檢測人體中的血糖水平，并將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至計算單元（專用PDA或用戶手機APP）。計算單元在判斷計算出所需的胰島素需求量后，將指令發(fā)送到智能胰島素泵，隨后胰島素泵啟動將所需的胰島素實時且精確的注射入患者體內(nèi)，實時動態(tài)地維持患者血糖平衡。通過上傳數(shù)據(jù)到醫(yī)療云平臺，相關(guān)醫(yī)療機構(gòu)或主治醫(yī)師就可隨時掌握患者血糖健康狀態(tài)，及時給出醫(yī)學建議和方案。這個整個過程，無需患者干預，真正實現(xiàn)了“方便且精確”的控制血糖水平，患者在佩戴“人造胰腺”時也可以正常飲食及娛樂等，提高了患者的生活品質(zhì)。
這種面向醫(yī)療的智能可穿戴設(shè)備，追求全自動、高精度、及時性，因此對電池的要求更高，相比于消費電子，醫(yī)療級電子產(chǎn)品要求功能完整、精度高，從產(chǎn)品供電需求方面來看，電池的放電性能必須能夠應(yīng)對瞬時電力需求的波動，因為在這種復雜環(huán)境下，還需要進行無線通信和驅(qū)動液泵電機等功能。此外，由于對穿戴設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性與安全性有更高的要求，因此設(shè)備內(nèi)電池自身需要確保安全，電池也需要足夠輕薄才行，另一方面，穿戴設(shè)備的常規(guī)要求是輕量化與薄型化，這對電池的規(guī)格要求越來越高。
大電流鈕扣電池滿足可穿戴設(shè)備的需求
自近20年前推出可穿戴設(shè)備以來，已經(jīng)建立了重要的市場，到2021年出貨量約為5億臺。包括聲音處理、生物識別傳感、語音輔助技術(shù)、無線連接和電源管理等方面的發(fā)展，使可聽設(shè)備（智能入耳式設(shè)備）下一代可穿戴設(shè)備領(lǐng)域?qū)㈩A計出現(xiàn)大幅增長。然而，它們的設(shè)計和開發(fā)面臨著一系列的挑戰(zhàn)。
可穿戴設(shè)備市場正面臨著小型化和高效、安全性和可靠性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍匦耘c功能上的挑戰(zhàn)，大電流鈕扣電池正可應(yīng)用在可聽戴設(shè)備、智能手表、AR眼鏡／VR頭盔、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品上。
由村田推出的大電流型SR/LR系列鈕扣型電池，非常適合用于需要承受大電流負載、使用通信、照明、攝像機和機械驅(qū)動功能的器材。大電流型SR/LR系列鈕扣型電池的最大脈沖放電電流約為標準型的3倍，其輸出電流條件是在23℃的環(huán)境下，可確保電壓不低于1.2V的電流，因此在需要達到較高電流峰值的器械中亦可使用。
這種小型、薄型的大電流型鈕扣型電池產(chǎn)品，適用于可穿戴設(shè)備等設(shè)備的小型化，并使用了村田特有的密封材料加工和密封技術(shù)，實現(xiàn)了出色的防漏液性能，其具備大電流負載特性、小巧輕薄、高安全性這三個特征，適用于需要實現(xiàn)小型、高性能及高可靠性的器械。例如在醫(yī)療用途上，可應(yīng)用于給藥系統(tǒng)、膠囊內(nèi)鏡、胰島素泵、持續(xù)血糖監(jiān)測儀等產(chǎn)品，此外也可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、激光筆、音頻處理器等領(lǐng)域。
面向醫(yī)療領(lǐng)域的大電流型鈕扣電池
由村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池包含氧化銀電池SR系列與堿性電池LR系列，這種面向醫(yī)療領(lǐng)域的鈕扣電池產(chǎn)品具有大電流放電、高安全性、無汞、100%日本制造、小型輕薄等特點。
大電流型SR/LR鈕扣電池在放電功率方面，和常規(guī)的標準型鈕扣電池相比，大電流型可以放出更大的電流，最大脈沖放電電流約為以往的3倍，其輸出電流條件為在23℃的環(huán)境下，可確保電壓不低于1.2V的電流，在DOD 0%、100ms（23°C）的條件下，可維持1.2V以上的電壓最大脈沖放電電流，因此可以更從容的面對例如連續(xù)血糖監(jiān)測儀和胰島素泵中無線模塊或者電機的瞬時功率需求。
此外，大電流型SR/LR鈕扣電池在連續(xù)大功率放電時，相比常規(guī)標準型，連續(xù)輸出時間更持久，整個放電過程中電壓和功率更加飽滿，讓設(shè)備運轉(zhuǎn)的更穩(wěn)定，可提高用戶滿意度。
另一方面，村田在安全技術(shù)方面，電池所用材料中不含汞等有害物質(zhì)，可以滿足醫(yī)療方面的材料安全要求。另外，村田鈕扣電池還采用了獨創(chuàng)的 “J型墊片” 設(shè)計，防漏液特性優(yōu)異，確保長時間使用或儲存電池時的可靠性、安全性及耐久性。
村田鈕扣電池在醫(yī)療器械領(lǐng)域有著多年的應(yīng)用經(jīng)驗和相當數(shù)量的成功案例，搭載村田鈕扣電池的醫(yī)療器械產(chǎn)品，均可通過嚴苛的國內(nèi)外醫(yī)療器械認證。村田鈕扣電池除了應(yīng)用于 “人造胰腺” 中的連續(xù)血糖監(jiān)測儀和智能胰島素泵以外，還在 “膠囊內(nèi)鏡”（消化道影像檢測）和 “振動膠囊”（物理治療便秘）等先進醫(yī)療器械中有著廣泛應(yīng)用。
目前村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池包括SR927R，其標稱容量為45 mAh，直徑為9.5 mm，高度則為2.7 mm，質(zhì)量為0.70 g，支持1.55 V額定電壓，符合IEC（JIS）的SR57規(guī)范；SR44R與LR44R的標稱容量均為150 mAh，直徑均為11.6 mm，高度均為5.4 mm，質(zhì)量分別為2.2 g（SR44R）與2.0 g（LR44R），額定電壓分別為1.55 V（SR44R）與1.50 V（LR44R），符合IEC（JIS）的SR44（SR44R）與LR44（LR44R）規(guī)范，這三款產(chǎn)品的工作溫度均為-10~60℃。
結(jié)語
醫(yī)療用可穿戴設(shè)備可隨時監(jiān)測慢性病患者的生理特征，以便及時給藥或?qū)崟r預警，可提升醫(yī)療的效果，也改善了患者的生活質(zhì)量，其應(yīng)用市場相當廣大。由村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池具備大電流放電、高安全性、無汞、日本制造、小型輕薄等特點，將會是搭配相關(guān)醫(yī)療用可穿戴設(shè)備的理想選擇。
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