能量收集如何為醫(yī)用可穿戴設(shè)備帶來(lái)新的可能性
物聯(lián)網(wǎng)改變了醫(yī)療行業(yè)。醫(yī)療設(shè)施和醫(yī)院使用連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行廣泛的使用,包括向患者提供可穿戴醫(yī)療設(shè)備,作為從任何地方監(jiān)測(cè)其生命體征的簡(jiǎn)單方法。此外,連接的信標(biāo)可以用來(lái)跟蹤病人在醫(yī)院的行蹤,這是大型校園的一個(gè)重要功能。鑒于醫(yī)療行業(yè)正面臨人員短缺,這些類(lèi)型的解決方案尤其有用。
雖然醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步令人興奮,但在醫(yī)療應(yīng)用中使用電池供電的連接設(shè)備仍然存在許多挑戰(zhàn)。更換電池的成本會(huì)很快增加,當(dāng)電池被不恰當(dāng)?shù)厝拥魰r(shí),有害物質(zhì)會(huì)滲入環(huán)境中。幸運(yùn)的是,在過(guò)去的幾年里,出現(xiàn)了一些新技術(shù),這些新技術(shù)大大延長(zhǎng)了醫(yī)療可穿戴設(shè)備的電池壽命,甚至使一些醫(yī)療設(shè)備能夠在沒(méi)有任何電池的情況下工作。
連接設(shè)備可以延長(zhǎng)電池壽命的一種方法是使用支持最新藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)的低功耗無(wú)線電實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙5.0的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)減少 5-10倍的功耗來(lái)延長(zhǎng)連接設(shè)備的電池壽命。這使得設(shè)備能夠更有效地工作。此外,受控能量收集可用于顯著延長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的電池壽命。能量收集是從外部來(lái)源(如射頻、光電、熱能和運(yùn)動(dòng))捕獲和儲(chǔ)存少量能量的過(guò)程。然后這些能量被轉(zhuǎn)換成電能來(lái)代替或補(bǔ)充電池的能量。
通過(guò)結(jié)合電路級(jí)和系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新,可以將功耗降低到如此低的水平,從而使能量收集成為真正可行的電源。這種類(lèi)型的能量收集技術(shù)設(shè)計(jì)用于在低占空比應(yīng)用中使用微瓦有功功率和微瓦級(jí)平均功率。從環(huán)境中收集的能量可以為電池提供一個(gè)有規(guī)律的小電流,這樣設(shè)備在充電期間可以工作更長(zhǎng)時(shí)間,從而使電池的使用壽命達(dá)到設(shè)備的整個(gè)使用壽命。更令人興奮的是,有些應(yīng)用程序可以完全利用從環(huán)境中獲得的環(huán)境能量,而且不需要任何電池來(lái)工作。
具有能量采集功能的可穿戴設(shè)備是非關(guān)鍵患者監(jiān)控的理想之選,例如徽章或腕帶,這些徽章或腕帶集成了傳感器,可捕捉人體重要信息,并通過(guò)藍(lán)牙共享。在某些情況下,病人甚至可以帶著監(jiān)測(cè)設(shè)備回家,幫助醫(yī)護(hù)人員繼續(xù)追蹤他們的生命體征。住院后的頭幾天是至關(guān)重要的,因?yàn)榛颊咭氐郊依锘蚱渌?lèi)型的護(hù)理機(jī)構(gòu)生活。
可穿戴醫(yī)療設(shè)備的另一個(gè)有趣的使用案例是連續(xù)血糖監(jiān)測(cè),一種跟蹤食物和運(yùn)動(dòng)對(duì)血糖水平的實(shí)時(shí)影響的方法。要使用連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀(CGM),在皮膚下插入一個(gè)傳感器,日夜連續(xù)測(cè)量血糖讀數(shù)。無(wú)線發(fā)射器通過(guò)藍(lán)牙連接到傳感器上,并將血糖水平發(fā)送到顯示設(shè)備,顯示用戶(hù)的血糖水平,并在血糖水平過(guò)低或過(guò)高時(shí)提醒患者。傳統(tǒng)的 CGM應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)是發(fā)射機(jī)、泵和充電器電池需要定期充電,因?yàn)樗鼈兌荚诔掷m(xù)使用。
這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)使用可控的能量收集技術(shù)來(lái)解決,從而使電池壽命延長(zhǎng)。這意味著,使用能量收集的CGM在整個(gè)設(shè)備的使用壽命內(nèi)不需要充電,電池也不需要更換。具有永久電池壽命的cgm 可以幫助患者放松思想,因?yàn)樗麄儾槐負(fù)?dān)心他們的設(shè)備電池電量不足,從而丟失重要的健康信息。另外,支持藍(lán)牙5.0的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。藍(lán)牙5.0 可以將連接設(shè)備的范圍擴(kuò)大到上一代藍(lán)牙的四倍,使醫(yī)生能夠通過(guò)瀏覽器或智能手機(jī)應(yīng)用程序從更遠(yuǎn)的距離監(jiān)控患者。
通過(guò)延長(zhǎng)醫(yī)用可穿戴設(shè)備的電池壽命,患者和從業(yè)者都可以更有效地使用這些重要的連接應(yīng)用程序,而不必?fù)?dān)心由于電池電量耗盡而丟失關(guān)鍵信息。此外,延長(zhǎng)電池壽命可降低電池維護(hù)成本,并有助于減少沿途的環(huán)境浪費(fèi)。
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