《電子技術應用》
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先进微控制器产品助力手持式电子医疗设备

2011-05-18
作者:爱特梅尔公司(Atmel)微控制器策略行销经理赵宗慧

      根據聯合國的調查報告,全球人口在公元2045年將達90億人,其中老年人將占總人口數的22%。隨著全球人口持續增加以及年齡層急速老化,如何提供完整的遠距醫療體系鏈以及提升慢性病患的生活品質,成為電子醫療產品開發時最重要的焦點。對于多數人來說,功能強大的醫院用醫療設備" title="醫療設備">醫療設備距離遙遠,可能只有對重癥患者才帶有任何意義;反觀手持式" title="手持式">手持式電子醫療設備,如:血糖儀、血壓計、體脂測量儀等,無病的人做為保健預防之用,而慢性病患則做為病況監測之用,幾乎無所不在,市場潛力看好。

設計一個成功的手持式電子設備,以下要件必須考慮:

  • 低功耗以延長電池壽命
  • 體積小以方便攜帶
  • 產品價格適中以促進一般大眾購買使用意愿

若是手持式電子醫療設備,則必須再多加以下設計考量:

  • 高精準度測量以避免錯誤的信息與不必要的恐慌
  • 使用者接口簡單易懂以方便老年人每天操作使用
  • 可靠性與安全性高以符合政府對于此類產品的標準規范

    作為微控制器" title="微控制器">微控制器芯片(MCU)與系統方案的供貨商,愛特梅爾面臨了市場上不少的競爭,然而大多數的芯片供貨商,僅能滿足部份上述設計考量,即便是少數能夠提出完整系統方案的供貨商,也必須藉由數個芯片搭配來達成,而且無法針對最終客戶(手持式醫療電子設備)的需要提供多樣性的選擇。

    愛特梅爾的8位與32位全系列微控制器產品,皆有電容式觸摸軟件庫(QTouch Library) 的支持,實現一個簡單又有質感的使用接口。

    愛特梅爾的XMEGA" title="XMEGA">XMEGA系列,具有高精準度、可增益的12位AD轉換模塊以及強大的外圍設置(peripherals)﹐與其它同等級(帶有大容量存儲器及高階外設)的芯片比較,在掉電模式(power down) 可達業界最低的100nA 電流需求。針對高階醫療電子需要不間斷的精準時間,XMEGA A3B 系列帶有獨立的備用電池系統,當系統電源中斷時,能在8微秒內將電源切換到備用電池,確保實時時鐘的持續運行。此外,XMEGA即將推出的新系列還將會內建USB接口與LCD驅動器,提供高度集成的低功耗的系統,減少不必要的外圍組件與降低系統成本。

(圖中文字)

愛特梅爾XMEGA系列

picoPower技術(低功耗)與電池備份系統

QTouch電容式觸控軟件庫:嶄新簡潔的用戶接口

12位ADC:高精度測量

LCD驅動器

USB/RF連接能力

愛特梅爾megaHVA/HVB AVR系列

picoPower技術(低功耗)與電池備份系統

QTouch電容式觸摸軟件庫:嶄新簡潔的用戶接口

12位ADC:高精度測量

電池管理

附加18位Sigma-Delta ADC

    愛特梅爾的megaHVB微控制器系列則帶有片上智能電池充電與電源管理模塊以及18位高精度的AD轉換模塊,產品定位特別針對可充電型的手持醫療電子。針對少數高階手持式醫療電子,愛特梅爾更有32位的SAM9系列提供高畫質影像與視頻播放的功能。

     單獨的手持式醫療電子,屬于被動性的監護,測量數值并不帶有任何診斷的意義,尤其是對慢性病患來說。若是能利用無線網絡和醫療中心遠程連結,透過醫療中心持續的監視,提供病患診斷建議與貼心提醒,將能使醫療體系更加有效利用。展望未來,運用云端計算技術,搭配個人醫療記錄與健康狀況,事先預測從事某些活動或是攝取某些食物對身體的影響,提供主動性的監護與診斷,并非不可能實現。若真實現,對于人類壽命有意義(健康有行動力)的延長將具有跨時代的意義。

 

(圖中文字,上至下,左至右)

按時發出身體狀況警告

手持式電子醫療設備

隨時計算某種活動或食物對身體的影響

身體現狀與測得數值

醫療中心

身體現狀與測得數值

云端運算

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