醫療電子產品在過去30年中取得了長足的發展。回顧1980年的可植入式去顫器、1982年的血管修復術及1990年代中期的冠狀動脈支架等發明,可看出科技大大促進了醫療裝置的發明,使得醫療專業人員能夠不斷提升治療的精確性及確定性,如圖1所示。
如果說過去30年中科技創新的步伐飛快,那么未來20年其發展將更加迅速。本文僅就醫療電子產品方面的幾個潛在趨勢加以描述。
使用技術預測未來
若要預測未來醫療的趨勢,最好的方法是了解現今創新的情況。許多將在2029年成為看護標準的技術目前已引進醫學界。臨床試驗、美國食品藥物管理局(FDA)許可、醫學研究補助及其他因素將使得這些創新在全世界被廣泛采用與實施。
在個人化醫療、可植入裝置及光學技術等方面將出現某些顯著的變化。然而,若要有效地部署及管理這些醫療解決方案當中的無線裝置,就必須著眼于裝置在互動上的網絡規模、傳輸的數據量、整體裝置尺寸及所需傳輸范圍。
醫療解決方案目的的臨界性是免除干擾影響的重要因素。雖然Wi-Fi或無線局域網絡(WLAN)、Bluetooth?誖及Bluetooth低功耗技術等無線接口本身可用于較大規模的網絡實作,而且該項低功耗技術能改善原本Bluetooth技術所采用的多項組件,然而,裝置操作環境中的干擾范圍與數量會使得這類界面無法用于某些應用。
因此,許多可植入裝置及重要看護裝置都需要專屬的解決方案,以便對電磁干擾(EMI)、靈敏度以及范圍等需求提供更好的控制與認知。目前,Continua Alliance選擇Bluetooth作為無線解決方案的平臺。
個人化醫療
在未來20年內,全世界絕大多數的人口將能自行使用具備成像及非成像功能的診斷裝置檢測自身的健康狀態。例如,胃調節器(gastric pacemaker)可植入人體內治療過胖及酗酒等問題;數位創可貼可用來監控傷口狀況,并反饋感染跡象;馬桶內建的高效能傳感器可持續測量大小便中的細菌數,并警告感染及其他疾病的發生。而這些僅是其中的一小部份。
手機可作為一個強大的平臺,能根據預定參數向個人及其健康看護服務人員提供及時反饋。未來 20 年內,在糖尿病患者出現實際癥狀之前,他們的手機或許可以預先向病患和醫生警告糖尿病性休克的發生。目前已經有數百種不同的應用可通過醫療技術幫助病患監控其健康狀態,并進行自我看護。
數據完整性與存取以及系統靈活性與機動性,是大多數病患看護系統的重要因素。通過以太網絡或無線網絡等接口,醫院能使院內及病患家中所有的設備形成網絡。現今的接口能夠讓醫生運用醫院內部網絡或病患的家庭安全系統或手機,從遠程聯機到病患身上配戴的無線傳感器,而這整套系統是運用以太網絡或醫療呼叫中心持續監控病患的居家情況。Bluetooth及ZigBee?誖等無線接口也可發揮作用。除了耗電量之外,數據速率及范圍是選用無線接口時必須考慮的另外兩項重點。
2.4 GHz的高頻率范圍提供涵蓋全球的多通道高速數據速率及負載周期。但是由于低頻率可增大信號范圍,對于多通道的全面監控,其范圍可局限在固定位置,而數據速率可增加至最大。而監控多個傳感器時,范圍則會比數據速率更為重要。最終而言,解決方案的選擇必須符合系統耗電及數據傳輸等需求。