No019 专题:医疗大数据改变医学常识

编号019

专题:医疗大数据改变医学常识

序列化01

半导体芯片应用于医疗保健/医疗领域。

系列报告

第 1 部分
医疗保健芯片是关键,转到您的下一个可穿戴设计

2018.12.27

津田健二撰写

医疗保健芯片是下一个可穿戴设计的关键

迄今为止,半导体世界和医学世界相距甚远。然而,最近出现了利用半导体芯片解决医疗问题的运动。在日益老龄化的社会中,医疗领域存在着人口稀少地区医生短缺、床位短缺、医疗费用上涨等诸多问题。然而,如果可以在家中使用小型设备进行测量和诊断,这些问题就可以一次性解决。此外,如果您可以在家中接受医生的诊断,早期发现会更容易。在本系列的第一部分中,我们将报告半导体及其趋势,这对于实现紧凑型医疗设备至关重要。在第二部分中,我想谈谈医疗保健设备和半导体的现状,在第三部分中,我想谈谈医疗保健设备的未来总体方向。

自推出第一块医疗保健芯片以来已经过去了 10 年。英国无晶圆厂半导体制造商 Toumaz 是世界上第一家提出并开始测试持续测量心率和体温等数据的设备的公司。这是一块柔性印刷电路板,配有传感器、微控制器、发射器和天线,像绷带一样贴在人体上。据望远镜系列第010号《医疗保健数字化》(参考资料A)报道,在医院引入该系统的实验中,每次住院的住院天数减少了6天,每次住院的费用减少了9,004美元。

不断有新玩家加入

最近,有一些现有半导体公司扩展到医疗保健行业的例子。代表公司包括Intel、Xilinx、Maxim Integrated、Analog Devices、Texas Instruments。尽管尚未达到在医院使用的水平,但用于医疗保健设备的半导体芯片已经出现,并且未来可能会继续改进。

Apple Watch 是一款众所周知的可穿戴设备,可以持续测量体温、心率和脉搏等数据。由于医疗设备显示生物信息,因此与医生的合作至关重要。

利用光进行心率测量

这不仅仅是体温。还需要确认心电图 (ECG) 和心率随时间变化等数据与现场医生使用的心电图数据相符。目前 Apple Watch 和 Fitbit 等可穿戴设备中检测心率的技术是将绿光照射到皮肤上,并检测动脉血流的反射光。由于血液中的血红蛋白倾向于吸收绿光,因此心率是通过观察从心脏泵出的血液反射光强度的时间变化来计算的。

在医疗环境中测量心率时,将电极放置在心脏附近,以检测小电脉冲形式的心跳(与心跳协调出现的电流跳动)。然而,利用光的方法,检测装置可以放置在身体的任何地方,而且似乎更准确。然而,根据与医生合着的论文(参考资料B),当佩戴可穿戴设备的手臂剧烈运动或皮肤温度下降时,准确性会降低。

可穿戴医疗保健设备的实现关键在于半导体芯片本身。半导体芯片体积小、重量轻、功耗低、电池寿命长。就心率监测器而言,半导体芯片发挥着多种作用,包括检测血红蛋白、检测其随时间的变化、收集数据、计算、存储并将其显示在液晶显示器上。如果没有半导体芯片,就不可能在手表这样的小型设备中实现这些功能。

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