对Covid-19的升高医疗器械开发

文章：安德鲁贝克

Covid-19大流行导致全球造成破坏 - 可能是在未来的凝视中提升的一瞥。对于前线的医疗保健专业人员，他们可以随意使用合适的医疗工具是他们库中的一部分，以帮助治疗患者。从传统的呼吸机和超声设备到较新的工具，如生物腐蚀性可穿戴物品，这些都依赖于共同的底层技术：半导体。

设计和开发医疗设备的公司正在增加其产品的生产，特别是面对这种大流行。它们指望一系列半导体器件，以帮助实现一系列复杂的功能。反过来，半导体制造商依次保持供应链迁移，以帮助他们的客户满足这些紧迫的需求。

虽然现在令人欣赏的医疗技术令人印象深刻，但它们也可以突出这些解决方案如何实现更个性化的医疗保健模式。在本文中，我们将讨论今日技术的五种关键方式 - 其中包括核心的半导体器件 - 可以改变我们提供医疗保健的方式，以便更好地实现：

1. 增强预测和预防性护理
2. 准确测试
3. 远程患者监测
4. 治疗
5. 后续监测

在他们滚雪球之前捕捉症状

通过检查生命身体的关键指标已经长期以来将线索提供给疾病的存在。然而，对于许多条件，医生访问期间的定期检查并不像具有持续的数据记录一样透露。以高血压视为一个例子。测量静止的血压，理想情况下，每天同时，是临床认可的方法。但是掩盖高血压等因素，当血压正常在诊所正常时，但在家里升高，减损了准确诊断条件的能力。这就是为什么血压的连续，实时监测提供了更富有洞察力的患者的画面。无症状Covid-19患者的评估也可以从连续监测中受益。有人可能患有新的冠状病毒的指标包括：

• 在4°F处的温度或高于4°F
• 每分钟30次呼吸呼吸速率
• 每分钟100次以上的心率
• 血氧水平（SPO2）小于93％

无论是监测这些指标和警报患者及其医疗保健提供者，都可以在家里或医院管理的情况，提供方便的无侵入性手段。具有高度传染性的呼吸道病毒，如Covid-19，具有远程评估患者病情的严重程度的能力可以帮助医疗保健提供者在护理点进行分类。

图1：能够监测血氧水平的健康参数的生物传感器，可以有助于评估呼吸病毒的患者。（照片由Yevhen Prozhyrko / Shutterstock提供）

今天的传感器解决方案测量各种生命体征，包括体温，心率，心率变异性，SPO2和呼吸。复杂的算法将这些信号转换为医疗专业人员的有价值的见解。使用低功耗运行的传感器，电源管理和电池管理IC有助于延长最终产品的电池寿命，而那些与可穿戴物的空间限制高度集成的那些。

测试持有键

一旦基于指标怀疑条件，筛选试验可以验证是否存在疾病。对于Covid-19，目前可用的测试检查通过鼻腔和喉拭子收集的样品，而血液测试被进行以检测抗体的存在。半导体在诊断设备中发挥作用，如病毒检测装置和分析/实验室设备。电化学传感器模拟前端（AFE）IC被整合到可携带斑块中，用于连续血糖监测。也许我们将开始对这些电化学装置进行评估以检测新冠状病毒的存在。

我们也在看人工智能（AI）算法分析CT扫描与Covid-19患者胸部X射线的部署确定肺炎风险，并检查新冠状病毒的迹象。结果由于精度而受到混合反应的欢迎，但该领域的开发更多，包括一个最近在芝加哥大学和argonne国家实验室之间推出了合作。

远程监测以评估疾病严重程度

诊断患有特定疾病或病症后，患者进入治疗模式。Covid-19患者是孤立的或，在更严重的情况下，住院治疗。对于那些在家隔离的人来说，持续监测生命体征可能是有益的。新的冠状病毒表现不同，甚至不可预测到患者到患者。通过可穿戴装置的温度，呼吸和心率的变化远程保持关闭标签，以及通过可穿戴设备的血氧水平可以是确定何时患者需要到医院的手段。

生产用于治疗工具的组件

虽然Covid-19尚未治愈，但医生和护士正在利用呼吸工具呼吸困难的患者施用感染防治措施。呼吸机，部署在极其严重的情况下，占据部分或全部呼吸努力，提供机械手段，将氧气移动到肺部和二氧化碳中。这些设备在这种大流行期间正在经历需求激增。作为响应，半导体制造商正在增加生产在呼吸机中发挥积分作用的组件，例如：

• 电池和电源管理IC
• 放大器
• 模数转换器（ADC）
• 数模转换器（DACS）
• 热电偶 - 数字转换器
• 音频编解码器
• 实时时钟
• 微控制器
• 监督ics
• 安全验证器

图2.呼吸机和温度监测器是Covid-19大流行期间的需求医疗设备。（照片由SiriChai Saengcharnchai / Shutterstock提供）

连续监测慢性病

对于许多条件 - 慢性病，特别是 - 后续计划涉及后续监测。这为部署了生物传感可穿戴性的良好机会。今天的健身跟踪器和可穿戴设备已经监控了心率，心率变异性和呼吸率。这些标记的变化可能表明病毒负载，因此可以在一段时间内被动和连续地收集该数据的可穿戴设备可以证明富有识别。

在一些Covid-19例中，患者表现出心脏心律失常。可以通过心电图（ECG）检测不规则心跳的存在。一些医院正在实施连续心电图监测以及自动血压读数和氧饱和度监测，代替护理人员通常执行的标准重要标志检查。这种方法的目的是减少将新冠状病毒传递给医疗工作者的风险，同时还保留了个人防护设备（PPE）。生物能传感器IC提供ECG波形和生物阻抗（BIOZ）测量，临床级精度。这种ICS足够小，可以集成到医疗贴片，腕带的装置和胸带心率监视器中，可以为患者评估提供连续的，实时数据。

走向更个性化的医疗型号

包含Covid-19传播的策略涉及增加的测试和联系跟踪，以确定可能已接触到受感染者的人。毫无疑问，技术将在这种艰苦的过程中发挥积分作用。已经，谷歌和苹果公司已经合作开发了一个大规模合同追踪平台这适用于Android设备和iPhone。该软件使用蓝牙来检测和警告与已经测试Covid-19肯定的人接近的人。在另一项努力确定Covid-19爆发中，Scripps研究翻译学院正在使用可穿戴物进行一项研究。检测（数字订婚和追踪早期控制和治疗）监视可穿戴用户的心率，也使他们能够记录咳嗽和发烧等症状。通过在特定区域分析模式，研究人员可以确定该特定领域是否可能遭受爆发。

毫无疑问，这种大流行有促进我们所有生命中的剧烈变化。此外，医疗保健行业如何提供护理，可能不会因变革而无法免疫力。例如，通过更多地使用远程患者监测工具，例如，医疗保健提供者（和患者相似）可以保持更紧密的标签，而无需不必要的诊所访问。可以从中出现更加个性化的，分散的关怀模式。半导体器件准备继续在实现整个患者护理的医疗工具和设备方面继续发挥积分作用。

- Andrew Baker正在Maxim集成的Maxim in Photoncare Business Unit董事总经理。