可穿戴式醫療設備成趨勢　以電離子滲入貼片為例　解決您設計上的挑戰

電離子在直流電流作用下滲入皮膚的過程。

醫療保健不再是醫院的專利，爾後與人們的日常生活將愈來愈緊密。醫療設備正逐漸從“可攜式”發展為“可穿戴式”，這意味著醫療設備能被長期、連續使用；然而，可攜式設備為設計人員帶來許多新的挑戰，本文將探討設計上所面臨的挑戰並進一步提供解決之道。

電離子滲入療法   針對局部治療   提高療效並減少副作用

尼古丁貼片、防暈貼片是被大眾所熟悉的可穿戴式產品，這類產品為新一代電子產品奠定了基礎。其中，電離子滲入貼片是新一代電子產品中新興的應用。電離子滲入療法藉由電流讓藥物透過皮膚完成注入。滲入皮膚的藥物電離後溶解在水溶液中，隨後敷在貼片中的電極上；這種經過特殊配製的電離混合物可在直流電流的作用下滲入皮膚。取決於藥物和所治療的病症，大多數貼片可在任何部位使用數分鐘至數小時。電離子滲入療法具有多種優勢。譬如，注射器注射會使藥物分布在全身，而電離子滲入療法可讓藥物在局部達到極高的劑量水準；這種局部用藥治療法，能提高療效並減少副作用。

隨著電子技術及低價、高效能微控制器(MCU)的發展，生產低成本的一次性藥物分配器已成為可能；許多消費者已在使用自助式電離子滲入產品，針對多種病症(包括頭痛、唇泡疹和皺紋)進行給藥。

價格低、體積小   電離子滲入貼片設備設計上的最大挑戰

設計人員在設計電離子滲入貼片設備時面臨了許多挑戰，其中，最大的挑戰在於將關鍵電子元件製成可穿戴式組件，該組件在使用1次後就可能被丟棄，於是，貼片電子元件必須相當低價。由於貼片元件屬於小型的一次性產品，在設計上受到許多限制，例如電池的成本與容量；此外，設計方案應便於修改，以實現其他功能，如更改藥物劑量、灌注持續的時間。

設備必須產生足夠的電壓，並在規定的一段時間內維持特定注入劑量所需的電流，才能使藥物透過皮膚完成注入。升壓穩壓器用於將電池的低電壓升高到足夠的準位，進而讓所需電流通過皮膚。可使用成本低廉的鈕扣式鋰電池或者鹼性電池為電子貼片元件供電。要同時滿足成本和功能要求，則需要小巧又高度整合的MCU。Microchip的8接腳8位元PIC12F1822 MCU就可用於這種設備，其具有內部10位元ADC、固定參考電壓、比較器、PWM、硬體計時器和EEPROM，可滿足設計的整合要求。固定參考電壓可消除對穩壓器或外部參考電壓源的需求，並使設計保持在8接腳MCU範疇內，以降低成本並縮小電路板尺寸。

電子技術的創新正在推動穿戴式醫療設備的發展，患者可長期將設備穿戴在身上，從而提高生活品質與醫療保健品質；下周我們將介紹具監測功能的可穿戴式設備，以排卵預測設備為案例，分享生育監測領域的全新應用，並進一步探討設計人員所面臨的挑戰及解決之道。(本文作者Microchip Technology Inc.醫療產品部技術顧問Marten L. Smith，周維棻整理)