能量收集如何为医用可穿戴设备带来新的可能性

2020-12-04

物联网改变了医疗行业。医疗设施和医院使用连接的物联网设备进行广泛的使用，包括向患者提供可穿戴医疗设备，作为从任何地方监测其生命体征的简单方法。此外，连接的信标可以用来跟踪病人在医院的行踪，这是大型校园的一个重要功能。鉴于医疗行业正面临人员短缺，这些类型的解决方案尤其有用。

虽然医疗技术的进步令人兴奋，但在医疗应用中使用电池供电的连接设备仍然存在许多挑战。更换电池的成本会很快增加，当电池被不恰当地扔掉时，有害物质会渗入环境中。幸运的是，在过去的几年里，出现了一些新技术，这些新技术大大延长了医疗可穿戴设备的电池寿命，甚至使一些医疗设备能够在没有任何电池的情况下工作。

连接设备可以延长电池寿命的一种方法是使用支持最新蓝牙5.0标准的低功耗无线电实现。蓝牙5.0的实现可以通过减少 5-10倍的功耗来延长连接设备的电池寿命。这使得设备能够更有效地工作。此外，受控能量收集可用于显著延长物联网应用的电池寿命。能量收集是从外部来源（如射频、光电、热能和运动）捕获和储存少量能量的过程。然后这些能量被转换成电能来代替或补充电池的能量。

通过结合电路级和系统级创新，可以将功耗降低到如此低的水平，从而使能量收集成为真正可行的电源。这种类型的能量收集技术设计用于在低占空比应用中使用微瓦有功功率和微瓦级平均功率。从环境中收集的能量可以为电池提供一个有规律的小电流，这样设备在充电期间可以工作更长时间，从而使电池的使用寿命达到设备的整个使用寿命。更令人兴奋的是，有些应用程序可以完全利用从环境中获得的环境能量，而且不需要任何电池来工作。

具有能量采集功能的可穿戴设备是非关键患者监控的理想之选，例如徽章或腕带，这些徽章或腕带集成了传感器，可捕捉人体重要信息，并通过蓝牙共享。在某些情况下，病人甚至可以带着监测设备回家，帮助医护人员继续追踪他们的生命体征。住院后的头几天是至关重要的，因为患者要回到家里或其他类型的护理机构生活。

可穿戴医疗设备的另一个有趣的使用案例是连续血糖监测，一种跟踪食物和运动对血糖水平的实时影响的方法。要使用连续血糖监测仪（CGM），在皮肤下插入一个传感器，日夜连续测量血糖读数。无线发射器通过蓝牙连接到传感器上，并将血糖水平发送到显示设备，显示用户的血糖水平，并在血糖水平过低或过高时提醒患者。传统的 CGM应用面临的挑战是发射机、泵和充电器电池需要定期充电，因为它们都在持续使用。

这个问题可以通过使用可控的能量收集技术来解决，从而使电池寿命延长。这意味着，使用能量收集的CGM在整个设备的使用寿命内不需要充电，电池也不需要更换。具有永久电池寿命的cgm 可以帮助患者放松思想，因为他们不必担心他们的设备电池电量不足，从而丢失重要的健康信息。另外，支持蓝牙5.0的设备可以实现远程监控。蓝牙5.0 可以将连接设备的范围扩大到上一代蓝牙的四倍，使医生能够通过浏览器或智能手机应用程序从更远的距离监控患者。

通过延长医用可穿戴设备的电池寿命，患者和从业者都可以更有效地使用这些重要的连接应用程序，而不必担心由于电池电量耗尽而丢失关键信息。此外，延长电池寿命可降低电池维护成本，并有助于减少沿途的环境浪费。

能量收集如何为医用可穿戴设备带来新的可能性

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