能量收集如何為醫(yī)療可穿戴設(shè)備帶來新的可能性

醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)院將連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于各種用例，包括為患者提供可穿戴醫(yī)療設(shè)備，作為從任何地方監(jiān)控他們的簡單方法。

物聯(lián)網(wǎng)改變了醫(yī)療保健行業(yè)。醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)院將連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于各種用例，包括為患者提供可穿戴醫(yī)療設(shè)備，作為從任何地方監(jiān)控其生命體征的簡單方法。此外， 連接的信標(biāo)可用于跟蹤患者在設(shè)施中的下落， 大型校園的一個重要功能。鑒于醫(yī)療保健行業(yè)面臨人員短缺，這些類型的解決方案特別有用。

雖然醫(yī)療保健技術(shù)的進步令人興奮，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)。更換電池的成本會迅速增加，當(dāng)電池被不當(dāng)丟棄時，有害物質(zhì)可能會滲入環(huán)境。幸運的是，在過去幾年中，有一些新技術(shù)有助于顯著延長醫(yī)療保健可穿戴設(shè)備的電池壽命，甚至使一些醫(yī)療設(shè)備能夠在沒有任何電池的情況下運行。

連接設(shè)備延長電池壽命的一種方法是使用支持最新藍牙 5.0 標(biāo)準(zhǔn)的低功耗無線電實現(xiàn)。藍牙 5.0 的實施可以通過將連接的設(shè)備的功耗降低 5 - 10 倍來幫助延長所連接設(shè)備的電池壽命。這使設(shè)備能夠更有效地運行。此外，受控能量收集可用于顯著延長物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的電池壽命。能量收集是從外部來源（例如射頻、光伏、熱能和運動）捕獲和存儲少量能量的過程。然后將該能量轉(zhuǎn)換為電能，以代替或作為電池電源的補充。

通過結(jié)合電路級和系統(tǒng)級創(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。這種類型的能量收集技術(shù)設(shè)計用于在低占空比應(yīng)用中以微瓦級有功功率和微瓦級平均功率運行。從環(huán)境中收集的能量可以為電池提供規(guī)則的涓涓細流，以便設(shè)備可以在兩次充電之間運行更長時間，從而實現(xiàn)永久的電池壽命，從而使電池在設(shè)備的整個生命周期內(nèi)持續(xù)使用。更令人興奮的是，一些應(yīng)用可以完全依靠從環(huán)境中收集的環(huán)境能量運行，并且不需要任何電池即可運行。

具有能量收集功能的可穿戴設(shè)備是非關(guān)鍵患者監(jiān)測的理想選擇，例如徽章或腕帶，這些腕帶包含傳感器以捕獲有關(guān)人的生命體征數(shù)據(jù)，以便通過藍牙共享。在某些情況下，甚至可以將患者送回家，并攜帶監(jiān)測設(shè)備，以幫助醫(yī)護人員繼續(xù)跟蹤他們的生命體征。住院后的頭幾天可能至關(guān)重要，因為患者將過渡到在家中或其他類型的護理機構(gòu)中的生活。

可穿戴醫(yī)療設(shè)備的另一個有趣用例是連續(xù)血糖監(jiān)測，這是一種跟蹤食物和運動對血糖水平的實時影響的方法。要使用連續(xù)血糖監(jiān)測儀（CGM），需要在皮膚下插入一個傳感器，該傳感器日夜連續(xù)測量葡萄糖讀數(shù)。無線發(fā)射器通過藍牙連接到傳感器，并將葡萄糖水平發(fā)送到顯示設(shè)備，顯示設(shè)備向用戶顯示其血糖水平，并在這些水平過低或過高時提醒患者。傳統(tǒng)CGM應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)是發(fā)射器、泵和充電器電池需要定期充電，因為它們一直在使用。

這個問題可以通過使用受控能量收集技術(shù)來解決，以實現(xiàn)永久的電池壽命。這意味著使用能量收集的CGM在設(shè)備的使用壽命內(nèi)不需要充電，也不需要更換電池。具有永久電池壽命的CGM可以幫助患者放心，因為他們不必擔(dān)心他們的設(shè)備電池電量不足，從而錯過了重要的健康信息。此外，支持藍牙 5.0 的設(shè)備可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控的可能性。藍牙 5.0 可以將連接設(shè)備的覆蓋范圍增加四倍于前幾代藍牙的范圍，使醫(yī)生能夠通過瀏覽器或智能手機應(yīng)用程序從更遠的距離監(jiān)控患者。

通過延長醫(yī)療可穿戴設(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，而不必擔(dān)心由于電池沒電而丟失關(guān)鍵信息。此外，延長電池壽命可降低電池維護成本，并有助于減少沿途的環(huán)境浪費。

審核編輯：郭婷