輕薄型柔性線纜問世 穿戴式醫(yī)療器材互連挑戰(zhàn)有解

 穿戴式醫(yī)療器材的互連設(shè)計須符合小尺寸、經(jīng)久耐用等要求；新一代輕薄型柔性線纜能有效避免機械和電氣性能的減損，確保設(shè)備器材運作可靠性，并具有更高柔軟性與較長的撓曲壽命，可顯著降低線纜損壞風險，提升佩帶時的舒適度。 

    穿戴式醫(yī)療器材的互連設(shè)計須符合小尺寸、經(jīng)久耐用等要求；新一代極薄的羽量級柔性線纜，能有效預(yù)防機械性能和電氣性能的損失，并具有更高柔軟性與較長的撓曲壽命，可顯著降低線纜損壞風險，并提升佩帶時的舒適度。 

    穿戴式電子設(shè)備是專門為讓使用者在身上穿戴或者附著在衣物上而設(shè)計，其中整合了可探測生理征象的生物感測器。在保健和健身領(lǐng)域中，琳瑯滿目的穿戴式設(shè)備正如雨后春筍般推出上市，它們可監(jiān)控運動、營養(yǎng)狀況、心率以及許多其他健康參數(shù)與身體狀況。 

    消費者希望穿戴式設(shè)備可提供切實的特性，例如設(shè)計美觀、符合人體工程要求、防水，以及耐沖擊等。盡管對提高資料速率、延長電池壽命和加快充電速度的要求愈來愈高，但設(shè)備卻越來越輕薄。醫(yī)療器材的制造商也在智慧手機和其他行動消費性產(chǎn)品的成功基礎(chǔ)上，不斷地改善可攜式和穿戴式監(jiān)護設(shè)備的各種性能。 

    許多保健業(yè)人士都認為穿戴式設(shè)備將會為病患治療和疾病預(yù)防領(lǐng)域帶來重大改變。行動設(shè)備和穿戴式設(shè)備都具有協(xié)助解決保健領(lǐng)域效率不足以及成本日益上升等問題的潛力。合適的技術(shù)可以帶來前所未有的機會，讓保健服務(wù)供應(yīng)商即時獲得所需的準確資料，從而為預(yù)防、診斷和治療各種慢性病痛的工作提高成本效益。 

    可攜式監(jiān)護設(shè)備可在日常活動中佩戴，使許多須要不斷監(jiān)測生命征象的病人不必受困于醫(yī)院或其他臨床環(huán)境。穿戴式技術(shù)是減少不必要急診和降低再次入院率的強大工具，同時還可協(xié)助病患滿足治療計畫的要求。 

    同時，穿戴式健身器材也逐漸獲得運動員和其他希望保持健康的人士的青睞。這些器材已經(jīng)從基本的心率監(jiān)測發(fā)展為整合了感測器的各種多功能精密監(jiān)測儀器，可以追蹤心率、體溫、脈搏、血壓和多種其他健康指標。 

    感測器技術(shù)和超微型電子元件上的突破，帶動了穿戴式醫(yī)療和健身器材在設(shè)計上的創(chuàng)新。除了進一步縮小形狀外，許多新型的醫(yī)療器材都導(dǎo)入了電容和機械觸控板、畫面清晰的LED顯示器，以及其他初出現(xiàn)于消費性電子產(chǎn)品領(lǐng)域的先進技術(shù)。要設(shè)計出實用高效并且具有極高安全性的可攜式和穿戴式醫(yī)療器材，比設(shè)計出色的消費性產(chǎn)品更加復(fù)雜。 

    醫(yī)療器材在體積縮小的同時，對可靠性和安全性的需求并沒有降低。消費性產(chǎn)品發(fā)生故障可能會使人感到不便或不快，而醫(yī)療器材的故障則可能會危及患者的生命安全。對于用于監(jiān)測關(guān)鍵性生命征象或者救命用的器材來說，設(shè)計者在決策時要考慮到許多有關(guān)固有安全性的問題。 

    醫(yī)療器材設(shè)計首重安全 

    與消費性設(shè)備相比，攜帶式醫(yī)療器材需要更高的機械性能，以確?？煽康牟僮饕约盎颊叩陌踩?。由于須縮小材料的物理尺寸來實現(xiàn)設(shè)備的可攜性并提高患者的舒適度，因此要設(shè)計出足夠堅固并且具有極長使用壽命的高性能線纜元件變得愈來愈困難。與較大元件相比，連接器和線規(guī)線(Gauge Wire)的尺寸越小，其固有強度就越低。攜帶式病患監(jiān)護設(shè)備中使用的感測器和線纜元件需要滿足FDA和ISO有關(guān)安全性和生物相容性的要求。在產(chǎn)品終能夠發(fā)布前，醫(yī)療器材制造商在產(chǎn)品開發(fā)過程中也須克服符合性(Compliance)、驗證和臨床試驗等額外的開發(fā)問題。 

    雖然無線設(shè)備日益流行，但大多數(shù)醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備還是以有線的方式連接，有線醫(yī)療監(jiān)護儀器依然是產(chǎn)業(yè)的標準。電訊或資訊娛樂領(lǐng)域中個人電子設(shè)備所使用的連接器和線纜元件，不一定適合醫(yī)療器材使用。每個設(shè)計決策都必須考慮到法規(guī)要求和固有安全性問題，縮短線纜尺寸和縮小體積也必須審慎進行，以免損失力學(xué)性能或電氣性能。 

    柔性線纜備受青睞 

    微型電子元件使得可攜式設(shè)備的尺寸可以達到手機般大小，以便在不阻礙病患自由活動的情況下執(zhí)行監(jiān)護與心電圖診斷功能。這類小型設(shè)備一般都會采用極薄的柔性線纜元件來提供電源和訊號連接。 

    供應(yīng)商從縮小消費性設(shè)備尺寸中獲得經(jīng)驗，充分用于在穿戴式醫(yī)療器材中導(dǎo)入極薄的柔性電路。對于不適合采用剛性印刷電路板(PCB)的醫(yī)療應(yīng)用，市場上已有業(yè)者可提供客制化的柔性印刷電路之設(shè)計與制造服務(wù)。柔性印刷電路可多達二十層及實現(xiàn)數(shù)百萬次撓曲操作，并具有每秒高速處理多達10Gigabit資料的設(shè)計。 

    在縮短醫(yī)療器材線纜尺寸和縮小體積的過程中，其設(shè)計必須能夠有效預(yù)防機械性能和電氣性能的損失。線纜元件必須具有與所連接設(shè)備一致的使用壽命。在結(jié)構(gòu)上的進步使得極薄的羽量級柔性醫(yī)療線纜元件得以面市，進而優(yōu)化性能與耐久性。 

    線纜材料的柔性有別于線纜元件的撓曲壽命，兩者是不同的特性。線纜組件設(shè)計的其中一個重要因素，是要了解每種特性所發(fā)揮的作用以及如何對設(shè)計用途產(chǎn)生影響。對于必須經(jīng)久耐用的線纜來說，較長的撓曲壽命(也就是損壞前有更多的撓曲周期次數(shù))是極為重要的特性。高柔性可使線纜以較小的半徑彎曲，而不會發(fā)生性能降低或者造成線纜損壞的情況。對于某些應(yīng)用來說，這兩種特性都是有用的，甚至是非常必要的。 

    任何有關(guān)電線、線纜和連接器的設(shè)計都會在工程和制造上帶來挑戰(zhàn)。一般設(shè)備制造商在連接器與線纜元件的設(shè)計與制造方面往往沒有充分經(jīng)驗，因此，經(jīng)濟、快速的方法可能就是與專門從事醫(yī)療器材電子解決方案的企業(yè)合作。