可穿戴技术升级——设计数字疗法

作者：David Pike

随着医疗保健的不断发展，医生建议采用数字疗法也变得司空见惯（可以想见，医生总有一天会把某个应用程序写进处方里）。数字疗法用于通过软件程序、应用程序和数字平台进行医疗治疗。这些创新系统旨在通过远程护理改善和治疗各种医学状况和疾病。

这些系统采用数字技术提供治疗或干预措施，而且已经应用于诸多医学学科。认知行为疗法、正念训练、药物管理和身体康复都受益于这种新的医疗护理方法。

数字疗法的核心是一系列无线连接的设备，用于测量、跟踪和提供治疗。它们包括交互式工具、传感器和可穿戴设备，用于监测患者的进展并提供个性化反馈，帮助他们有效地管理自己的健康状况。

这种新一代的连接设备是通过作为物联网（IoT）核心的机器对机器（M2M）通信实现的。物联网使设备能够共享数据，通过对这些数据进行分析，就可以为患者提供诊断和治疗。

5G无线网络的引入进一步增强了这一趋势。随着雾化器和胰岛素输送系统等治疗技术的不断发展，患者可以在家中舒适地接受全方位的医疗护理。

这些设备与医院笨重的大型设备完全不同。微型化的电子设计催生了新一代的可穿戴技术，使患者能够在接受监测和治疗的同时继续他们的日常生活。

数字疗法既可单独使用，也可与常规疗法和药物相结合，以改善患者的预后，降低医疗成本，并提供便捷可及的医疗服务。经过证实，数字疗法在控制糖尿病、高血压、抑郁症等疾病方面非常有效，此外还可以帮助焦虑、药物滥用和慢性疼痛患者。

数字疗法的优势

医学专业人士热衷于利用数字疗法带来的潜力，因为与常规医疗相比，数字治疗具有许多优势。其中非常显著的一项优势是易获取性。数字疗法的本质意味着在线提供治疗，因此可在任何地方通过互联网连接访问。患者以前可能是因为位置偏远、活动受限或其他原因而无法获得治疗，现在突然之间，都可以获得治疗。

这种在线交付方式在便利性方面也实现了巨大的飞跃。即使完全能够获得常规医疗服务的患者，也会发现数字疗法的简单易用性正在改变他们的生活。

许多此类设备都具有基于软件的特性，因此可根据每个患者的具体需求定制治疗方案，提供更加个性化的体验。数字疗法还通过为用户提供帮助他们积极参与医疗保健的交互式工具和资源，来提高患者的参与度。新型的糖尿病监测系统就是一个很好的例子，用户可以实时监测自己的血糖水平。

这项新技术有助于提供具有成本效益的护理，使患者更能负担得起医疗服务。患者在自己家中接受治疗，可避免昂贵的看诊费。这也改善了采用数字技术治疗的患者的临床预后，以减少术后护理和长时间住院的需求。

数字技术正在提高医疗专业人员对长期病症以及如何有效治疗这些疾病的知识。互联设备可实时收集和分析数据，为临床医师提供关于患者健康和预后的有价值见解。这对数据主体极为有利，促进了快速开发替代治疗方案。数字疗法为改善患者预后和增加有效护理的可及性提供了令人兴奋的新方法，同时扩充了我们对不断变化的医疗护理需求的了解。

实施中面临的挑战

规范监管

虽然数字疗法优势众多，但实施起来也面临着一些挑战。与所有计划用于医疗领域的设备一样，任何新设备都需要符合现有的认证和法规。数字疗法相对较新，缺乏对其开发和使用进行规范的明确监管指南，这阻碍了数字疗法的发展，从而加剧了挑战。

因此，数字疗法必须经过严格测试，以证明其有效性，并且需要在这一领域开展更多研究。尽管现有法规已经能够涵盖可穿戴设备的临床功能，但数字疗法系统还会设计用于收集、存储和传输敏感的患者信息。

安全传输

因此，远程医疗在数据安全传输方面需要有更好的保障。可穿戴设备一般会通过无线网络传输健康数据，因而设计师必须意识到围绕个人隐私的新监管层面。开发者和卫生保健提供者必须能够向患者保证其个人信息的安全。这类治疗的数据驱动性质也可能在将数字疗法整合到现有医疗系统时带来挑战，对于较小的诊所或资源有限的诊所尤其如此。

这可能成为患者广泛接受这些新技术的障碍之一，也可能导致患者不愿采用这些新技术，就算这些新技术可能提供诸多优势也无济于事。尽管采用类似智能手机的界面，但有些患者可能并不熟悉可穿戴设备的操作逻辑。

初始费用

数字疗法的初始费用也是人们采用它的一个潜在障碍。虽然从长远来看，数字疗法具有成本效益，但制造商面临着开发和实施医疗设备所需的高昂成本，以及漫长的测试和认证过程。

因此，尽管数字疗法为改善患者预后和增加医疗干预措施的可及性提供了巨大的前景，但制造商必须意识到广泛采用和使用数字治疗技术必须要应对的挑战。

设计师面临的挑战

数字疗法的出现使医疗护理走出了医院的局限，进入了可穿戴技术的领域。得益于微型化电子设计，患者现在可以在远程监控和治疗的同时自由地继续他们的日常活动。

例如，针对糖尿病患者的新型可穿戴设就很好地结合了减尺寸与强大功能。通过蓝牙连接到智能手机后，机器和智能手机的组合拥有比众多医院仪器更强大的连接和计算能力。这种物联网变革使得先进的医疗设备能够脱离医院受保护的环境，进入患者的手中。

用户为中心

设计师在创造这些设备时，比以往任何时候都更要遵循以用户为中心的方法，确保它们易于使用并满足患者的需求。这需要与患者和医疗保健提供者密切合作，以了解他们的需求和偏好，并将他们的反馈纳入设计过程。

可用性测试

设计师必须进行可用性测试，以确保他们的设备易于使用和理解。这涉及到与真实用户一起广泛测试设备，以确定任何关键问题，以便做出更改，从而改善患者体验。同时，还必须考虑可及性，以确保所有患者都能使用设备，无论其身体能力如何。这可能涉及包含以下特征，如文本到语音转换、高对比度显示和可调节的字体大小。

连接器升级

设计师们在创造解决方案时还面临着这样的挑战：不仅要高速共享数据，而且要让尺寸更小。这就对用于这些设备的连接器提出了特别严苛的要求。随着数据传输达到每秒千兆比特的范围，连接器创建可靠、安全电路的能力变得越来越重要。

与此同时，新一代医疗设备的便携性（无论是可穿戴还是手持式），意味着高速连接器要经得起粗暴对待。对于这些数据密集的应用而言，暴露在冲击和振动下是一个至关重要的考虑因素。

严苛的环境会造成短暂的开路。低频电力系统要足够强大到不受一个微秒间隙的影响。然而，现代设备需要以每秒10千兆比特或更高的速率处理数据，这意味着只要1微秒的信号中断就可能导致关键信息丢失。

建立联系

为确保数字治疗设备的安全可靠连接，连接器的设计必须足够耐用，以承受可穿戴设备所经受的粗暴对待、冲击和振动。然而，随着薄型器件的兴起，意味着就像连接器需要具备坚固的物理性能一样，它们也必须具有更小的封装尺寸和更细微的脚距。传统板对板连接器已被诸如柔性印刷电路（FPC）这种薄型轻便的器件所替代。

互连连接器制造商Molex明白连接器提供小尺寸、稳健设计和高性能的正确组合是有多么重要。对于互联世界中的解决方案，这些品质至关重要，设计师需要找到理解他们所面临挑战的解决方案提供商。Molex凭借其专业知识，能够为客户提供创新、可靠的解决方案，并致力于为未来技术的设计者提供选择。

图1：Molex四排板对板连接器（来源：Molex）

该公司近期的创新让细脚距连接器登上了新的高度：四排板对板连接器在一个只有3.10mm（总脚距+）长、2.00mm宽、0.60mm高的封装中，提供多达36个触点（图1）。Molex通过在0.35mm脚距上使用四排触点实现了这种小尺寸，并将每排错开，使其有效脚距仅为0.175mm。因此，可为PCB设计师提供更易于管理的占板面积，制造过程中也能允许更大的公差。

连接器两端的功率元件在50V时可提供高达3A电流。提供的机械强度足以让该四排连接器成为严苛条件下的实用解决方案，是新一代可穿戴医疗设备的理想选择。

结语

数字疗法的潜力在于提供创新、个性化和易于获取的医疗解决方案，这些解决方案将改善患者预后、降低医疗成本并终将改变我们的医疗保健方式。要为这场医疗变革设计硬件，就需要对其功能和工作环境有基本的了解。设计人员必须确保他们选择的连接器能够提供医疗行业要求的可靠性、稳健性和性能。

数字疗法正在通过提供创新和有效的治疗方案，使医疗保健交付方式发生重大变化，让人们可以随时通过互联网连接获取治疗。这些技术带来了许多优势，包括增加可及性、便利性、个性化、患者参与度、成本效益以及改善临床结果。然而，这些设备的实施也面临着一些挑战，包括符合法规和数据安全问题。设计师必须采用以用户为中心的方法，创建易于使用、满足患者需求并符合法规要求的设备。连接器在这场革命中扮演着重要的角色。

Molex的创新四排连接器为新一代可穿戴医疗设备提供了紧凑、高性能的解决方案，提供了医疗行业所需的可靠性、耐用性和性能。