本文作者：德州儀器 Manuel Diaz Corrada

隨著醫(yī)療保健范圍擴大到涵蓋新興技術(shù)，以及電池尺寸的縮小和互連性提高，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪粓鲋委煼桨傅姆妒睫D(zhuǎn)移。在接下來的十年中，醫(yī)生通常可以使用在線工具監(jiān)測數(shù)百名患者，無需親自進行體檢，這樣一來醫(yī)療保健系統(tǒng)可以應對越來越多的患者。

伴隨這一趨勢的到來，越來越多的醫(yī)療和個人電子產(chǎn)品公司正在采用可穿戴設(shè)備來改善住院和門診治療階段患者的治療效果和提高服務(wù)質(zhì)量。這些公司通過對醫(yī)療設(shè)備的各種創(chuàng)新幫助提高對患者的服務(wù)質(zhì)量，但其中一個重點是更改設(shè)計，以便所有護理設(shè)備能夠在患者整個住院期間跟蹤患者情況。目前，重要的資源專用于移動患者并在不同病房之間交換監(jiān)測設(shè)備。當護士必須準備大型設(shè)備以接收來自其他病房的患者，并且必須協(xié)調(diào)后勤以便在患者轉(zhuǎn)移后將設(shè)備送回原始位置時，所有這些流程不僅耗時而且費力。移動性更佳的設(shè)備可以順利地將患者從重癥監(jiān)護室轉(zhuǎn)移到普通病房直到患者最終出院。由于無需在科室之間或甚至外部機構(gòu)之間進行協(xié)調(diào)，過渡階段的護理過程允許設(shè)備與患者相連，因此也變得更加方便。

便攜性并非一個新概念，因為大多數(shù)傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)使用電池（雖然尺寸非常大）。但這些電池的規(guī)格使得大多數(shù)患者難以被輕松移動。為解決這一難題，各大公司紛紛采取了一種新方法，就是使用基本傳感器作為主要監(jiān)測工具，并通過與醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)連接指定的輔助功能。清除所有處理、存儲和其他非監(jiān)控過程可減少醫(yī)療設(shè)備的成本和表面積，提高其經(jīng)濟性、輕便姓和通用性。通過監(jiān)測如圖1所示的患者信息，從尖端可穿戴設(shè)備到傳統(tǒng)醫(yī)院設(shè)備，如床邊監(jiān)護儀、藥物輸液泵和裝有傳感器的床，醫(yī)療設(shè)備可以幫助患者與其醫(yī)療團隊保持互聯(lián)。

互聯(lián)可改善大量常規(guī)醫(yī)療流程，包括文檔記錄、資產(chǎn)跟蹤和患者護理。自動記錄文件可防止在記錄生命體征時出錯。持續(xù)連接的設(shè)備可最大限度地利用設(shè)備，使其方便甚至完整地完成常規(guī)醫(yī)療程序。

例如，防止臥床患者出現(xiàn)褥瘡的過程。在以往，護士必須記住每隔幾個小時改變并記錄患者的位置，以防出現(xiàn)壓瘡。但是，互聯(lián)的醫(yī)院病床或患者佩戴的傳感器可以使這一過程更順暢，它們可以自動跟蹤活動，并在需要采取行動時提醒護士。這些設(shè)備還可以創(chuàng)建患者不同體位的準確日志，若患者報告有任何疼痛或狀態(tài)改變，醫(yī)生將獲得有用的信息。

通過這些小改進，我們即將迎來一場醫(yī)療變革。醫(yī)生現(xiàn)在可以花費更少的成本來做更多的事情，但前提是這些設(shè)備必須保持開啟。出于這個原因，全天候電池壽命對于患者治療與護理過程的便利性和結(jié)果至關(guān)重要。

持續(xù)的通信和觸摸屏等其他功能所消耗的能量使得一次性電池無法成為這一新監(jiān)控空間內(nèi)的可行解決方案。通過為這些操作提供電力，這些電池的電量會快速耗盡，從而大幅增加了每個設(shè)備操作的成本。雖然可充電鋰離子電池足以解決電源問題，但它們需要更加穩(wěn)定的溫度和保護，正確充電是重點。對于小且易受電噪聲影響的醫(yī)療應用，線性充電器可用于執(zhí)行充電任務(wù)。線性充電器易于設(shè)計到任何功率塊中，可提供高達1.5A的充電電流，其解決方案尺寸小于開關(guān)式充電器。

TI最小的線性充電器bq25100具有終端電流控制功能，精度低至1mA，泄漏電流僅為75nA（與蓄電池的自放電率相比可忽略不計），其物料清單（BOM）成本在市場上也是最低的品類之一。這些特性使得bq25100成為需要充電電流低于250mA或精確終止電流的簡單應用的理想選擇，例如可穿戴應用和患者監(jiān)護儀。

如果您需要更復雜的充電器，bq25120A則是一個很好的選擇。該充電器配有集成的I2C、按鈕控制、低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、降壓轉(zhuǎn)換器、快速充電和電源路徑功能，同時，尺寸仍然小于三粒米的大小。它具有在為電池充電的同時為系統(tǒng)供電的能力，可實現(xiàn)即時啟動功能。按鈕控制有助于通過軌道啟動或中斷與微控制器（MCU）的連接，從而可以輕松使用不同的工作模式?？焖俪潆娫试S在短時間內(nèi)進行大量充電，但這樣做會對電池產(chǎn)生一些額外的磨損。

內(nèi)置的I2C通信控制可讓該設(shè)備實現(xiàn)完全定制化。例如，I2C接口可以讓您通過MCU自定義充電配置文件。您可以配置充電電壓、充電電流、終止閾值、輸入電流限值、安全定時器限值等，以滿足各種規(guī)格要求。通過這種定制，可以設(shè)計出輕便的可穿戴解決方案，附帶的小型電池可以充電，而不會影響性能或定制化。定制還可以降低終止電流，這意味著您可以在每個周期為電池充電至更高的容量。參見圖2。

圖3顯示了在可穿戴心電圖（ECG）貼片中使用bq25100或bq25120A線性充電器的情況。這種心電圖貼片將使近期有心臟手術(shù)的患者能夠被持續(xù)跟蹤到他們的生命體征，而不會有擾人的電線或與他們連接的設(shè)備。像bq25120A這樣的小型化設(shè)備可使這種設(shè)計成為可能。

由于對小型解決方案的需求不斷增大，電池正成為醫(yī)療技術(shù)中不可或缺的一部分，它使得便攜性、較長的使用壽命和持續(xù)的互連性成為可能。使用持續(xù)監(jiān)控患者健康狀況的設(shè)備不僅可以增強患者護理的體驗，還能夠改善醫(yī)院或醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的醫(yī)療流程。像bq25100和bq25120A 這樣注重尺寸的線性充電器可最大限度延長電池的使用壽命，使得像心電圖貼片這樣的器件可以滿足患者的健康檢查需求，而無需持續(xù)更換電池，從而影響監(jiān)測。

當然，TI提供的線性充電器種類遠不止此文中提到的幾種，德州儀器正在不斷開發(fā)更多新產(chǎn)品，以滿足醫(yī)療行業(yè)的最新需求。其中包括支持最新型患者監(jiān)測系統(tǒng)的產(chǎn)品，通過更靈活更高效的性能，從而幫助從ICU到患者家庭的現(xiàn)代醫(yī)療護理過程變得更理想。未來充滿了不確定性，但此產(chǎn)品的前景一片光明。

審核編輯：何安