无线充电在医疗设备方面有哪应用?

2023-04-11
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摘要 尽管医疗技术发展迅速,但医护人员仍然受到以下问题的困扰:我们如何让患者尽可能舒适?虽然这是个涉及许多潜在解决方案的多方面问题,但目前有一种简单的方法似乎可以确保患者更健康,康复的更快,但这种方法经常被忽视——无线充电。无论是集成在手术室还是植入医疗设备中,无线充电技术都有可能提升患者从入院到出院的体验。

尽管医疗技术发展迅速,但医护人员仍然受到以下问题的困扰:我们如何让患者尽可能舒适?虽然这是个涉及许多潜在解决方案的多方面问题,但目前有一种简单的方法似乎可以确保患者更健康,康复的更快,但这种方法经常被忽视——无线充电。无论是集成在手术室还是植入医疗设备中,无线充电技术都有可能提升患者从入院到出院的体验。

无线充电确实为便携医疗设备提供了很多的便利,因为便携医疗设备传统上都需要定期更换电池,针对不同应用场景的医疗设备集成无线充电,可以更好的发挥无线充电优势。德州仪器电池管理产品(BMS)大中华区市场和应用部门经理文司华博士讲到,例如助听器,集成了无线充电后,体积可以做的更小,而且只要放入电磁感应盒中就可以实现充电。在这之前最好的小巧方案也仅仅是 USB 充电。无线充电技术在便携医疗设备上的应用,仍然需要专案专例,分别对待。例如,很多设备的机械外形非平面,使得电磁屏蔽实现遇到挑战,影响无线充电效率和辐射安全。另外,类似可穿戴应用,医疗应用对于行业标准的依赖程度非常低。

现在关于无线充电应用的期许,很多都是侧重于较远距离的无线电能传递。然而目前主流的应用仍然是消费类的智能机、平板、智能手表,部分无线蓝牙音箱,以及更加传统的电动牙刷。据悉,德州仪器的无线充电接收端包含两种类别,一种是电源类别,提供 5V1A 或者是 5V 到 10V 的产品,另一种是 Direct Charge,直接进行充电的无线充电接收端。其产品方向主要是针对消费类,兼顾多样性和性能要求很高的穿戴产品。

无线充电使用近场电磁感应原理,将能量从充电底座(pad)传送到便携设备。在不断变化的距离上,充电底座里的发射机线圈(Tx)向嵌入在手机这样的便携式设备里的接收机线圈(Rx)传送能量。充电底座里的发射机/初级线圈在上电时产生一个类似于传统变压器的电磁场,感应电流流过便携式设备上的次级线圈。(充电底座有一个功率转换电路,将电能转换为电磁场。在接收机端,功率拾取单元将电磁场重新转换为电能,对设备的电池充电)。发射机和接收机互相之间进行通信,控制充电过程。

Vishay Dale Electronics的IWAS系列Qi无线充电接收线圈/防护罩是第一批可用于符合WPC规范的器件的商用无线充电线圈。IWAS系列的效率达到 70%或更高,为接收线圈提供高磁导率防护罩,阻断充电磁通,防止其损坏敏感元件或电池。IWAS系列无线充电接收线圈/防护罩的性能不会受到永磁的不利影响。

随着慢性疾病发病率的上升,辅助监测、诊断和治疗患者的起搏器等植入式医疗设备的使用也在增加。这些设备为患者提供了病房外过上日常生活的自由。然而,可植入设备通常需要侵入性流程来进行日常维护和电池更换。要实现患者真正自由的下一步是减少这些流程,这些流程不仅让患者感到不适,而且会耗费巨额医疗费用。如果使用无线电源,只需将接收器放置在植入设备上,就可以透过皮肤为设备充电。无线充电技术的进步还可以对植入设备进行远程监控,因此医生和患者始终可以实时访问生物数据,以确保获得最佳治疗效果。

手术室都是寒冷无菌环境,安全、无菌的环境是成功手术的最重要因素之一。越来越多物联技术和新设备被引入手术室,但这些设备许多都有充电端口,这会使手术室中的消毒变得困难,从而导致额外费用和时间。配备无线充电技术的手术室可以通过使用嵌入无线充电功能的无端口设备来避免这些问题,使其比有线手术室更容易消毒。消除手术室中的电线还提高了外科医生和其他护理人员在环境中的机动性,同时消除了任何人被电线绊倒的风险。

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