本教程討論了在護(hù)理點(diǎn)和患者附近環(huán)境中使用醫(yī)療器械的增長趨勢。本文重點(diǎn)介紹了分析儀器領(lǐng)域的代表性示例（血?dú)夥治鰞x和流式細(xì)胞儀），描述了將這些醫(yī)療設(shè)備遷移到便攜式外形的關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素。

概述

醫(yī)療器械包括分析、聽力學(xué)（助聽器除外）、牙科、眼科、假肢和手術(shù)器械。本節(jié)重點(diǎn)介紹分析儀器領(lǐng)域的代表性示例：血?dú)夥治鰞x和流式細(xì)胞儀。

分析儀器用于醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的研究和診斷應(yīng)用。傳統(tǒng)上，這些儀器主要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中發(fā)現(xiàn)。然而，隨著診斷繼續(xù)從中心實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到護(hù)理點(diǎn)，分析儀器越來越多地用于醫(yī)院和其他接近患者的環(huán)境。

雖然這一趨勢增加了分析儀器的可用市場，但也對系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提出了新的要求。

尺寸、功耗、成本和易用性是滲透到非傳統(tǒng)市場的關(guān)鍵考慮因素。儀器必須足夠小，以便放在臺面上。如果便于攜帶，則需要針對電池操作進(jìn)行優(yōu)化。此外，它們應(yīng)該價(jià)格低廉，以便由護(hù)理點(diǎn)提供商購買，并且用途廣泛，可以執(zhí)行多種測試以提高成本效益。最后，由于操作員可能不再是經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)人員，因此他們需要易于使用和直觀。

Analog 為該市場提供廣泛的醫(yī)療級解決方案組合。該公司先進(jìn)的工藝技術(shù)為醫(yī)療器械設(shè)計(jì)帶來了新的精度、集成度和節(jié)能水平。

主要優(yōu)勢

高性能信號路徑解決方案提供超出設(shè)備要求的精度

先進(jìn)的電量計(jì)算法與先進(jìn)的電源管理電路相結(jié)合，可延長便攜式儀器的電池壽命

集成監(jiān)控器提供多級自我監(jiān)控，以增強(qiáng)可靠性

創(chuàng)新的觸摸屏控制器可實(shí)現(xiàn)更直觀的用戶界面

多種接口解決方案支持多種連接選項(xiàng)

血?dú)夥治鰞x

概述

血?dú)夥治鰞x通常用于患者監(jiān)測和診斷，可量化和分析血液中各種氣體的含量。它們的工作方式與血糖監(jiān)測儀類似（參見應(yīng)用筆記4659：“血糖儀”）。將化學(xué)試劑與血液樣本混合，使用光電傳感器或電化學(xué)傳感器進(jìn)行檢查。將血液樣本的讀數(shù)與校準(zhǔn)試劑進(jìn)行比較以確定結(jié)果。

應(yīng)用

血?dú)夥治鰞x通常用于簡單的血液測試，以及允許醫(yī)生在各種環(huán)境中監(jiān)測患者健康狀況的復(fù)雜測試套件。除臨床診斷外，血?dú)夥治鰞x還可用于呼吸治療和即時(shí)診斷。這些市場需要設(shè)備小型化和復(fù)雜化。需要小型（有時(shí)是手持式）外形，集成多種測試功能，例如血糖和電解質(zhì)分析。這種測試多功能性提高了設(shè)備的成本效益。

信號路徑

大多數(shù)血?dú)夥治鰞x具有多個傳感器，這些傳感器通過放大器和多路復(fù)用器驅(qū)動至模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。數(shù)據(jù)在微控制器中處理，微控制器通過RS-232、USB或以太網(wǎng)連接到PC或其他儀器。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）通常用于校準(zhǔn)傳感器放大器，以最大限度地提高電極的靈敏度。

顯示

現(xiàn)代血?dú)夥治鰞x越來越多地采用觸摸屏與圖形用戶界面（GUI）相結(jié)合，使編程過程更加直觀。對用戶輸入的可見、聽覺和觸覺響應(yīng)可幫助設(shè)計(jì)人員改善用戶體驗(yàn)。Analog 的高級觸摸屏控制器提供觸覺反饋、觸摸處理以減少總線流量，以及用于精確手勢識別的自主模式。

血?dú)夥治鰞x的系統(tǒng)框圖。

流式細(xì)胞儀

概述

流式細(xì)胞儀最初用于計(jì)數(shù)血細(xì)胞。今天，它們被依靠在從免疫學(xué)到干細(xì)胞研究的學(xué)科中進(jìn)行各種基于細(xì)胞的分析。

首先用響應(yīng)某些波長的光而發(fā)出熒光的蛋白質(zhì)對要計(jì)數(shù)的細(xì)胞進(jìn)行染色。這些蛋白質(zhì)被設(shè)計(jì)為僅附著在某些細(xì)胞上。在某些情況下，細(xì)胞不會被染色，因?yàn)樗鼈兙哂邪l(fā)出熒光的天然蛋白質(zhì)。細(xì)胞被迫進(jìn)入試管，該管的孔徑已設(shè)置為僅允許特定范圍的細(xì)胞大小通過。這些細(xì)胞流過一到四個不同波長的激光器。當(dāng)通過激光束時(shí)，蛋白質(zhì)會以比激光更長的波長發(fā)出熒光。

光電探測器捕獲這些波長并測量來自原始光源的散射光。不同的波長使儀器能夠確定細(xì)胞的大小和類型。光電探測器的輸出被放大并用于驅(qū)動ADC。通常，每個通道有一個ADC。所有數(shù)據(jù)均由數(shù)字信號處理器（DSP）處理，并生成直方圖，顯示計(jì)數(shù)的細(xì)胞類型。

一旦細(xì)胞通過激光，它們就會通過充電環(huán)充電。電荷量由電池類型決定。然后偏轉(zhuǎn)板將細(xì)胞分類到不同的試管中進(jìn)行進(jìn)一步分析。

應(yīng)用

在基因組和蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)步的推動式細(xì)胞儀繼續(xù)將其范圍擴(kuò)展到新的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，為了實(shí)現(xiàn)這種更廣泛的使用，必須使它們更加負(fù)擔(dān)得起。由于正常價(jià)格從50 000美元到500 000美元不等，流式細(xì)胞儀對于許多護(hù)理點(diǎn)診斷設(shè)施來說仍然過于昂貴，對于第三世界市場來說更是如此，因?yàn)榈谌澜缡袌鲂枰魇郊?xì)胞儀進(jìn)行艾滋病毒/艾滋病治療。

需要小型化、集成的護(hù)理點(diǎn)系統(tǒng)來滿足新興市場的需求。這些系統(tǒng)需要高通量以允許處理更多樣品，支持多種顏色以提供擴(kuò)展的測試功能，并通過自動化功能提高易用性。

審核編輯：郭婷