轻薄型柔性线缆问世 穿戴式医疗器材互连挑战有解

 穿戴式医疗器材的互连设计须符合小尺寸、经久耐用等要求；新一代轻薄型柔性线缆能有效避免机械和电气性能的减损，确保设备器材运作可靠性，并具有更高柔软性与较长的挠曲寿命，可显着降低线缆损坏风险，提升佩带时的舒适度。 

    穿戴式医疗器材的互连设计须符合小尺寸、经久耐用等要求；新一代极薄的羽量级柔性线缆，能有效预防机械性能和电气性能的损失，并具有更高柔软性与较长的挠曲寿命，可显着降低线缆损坏风险，并提升佩带时的舒适度。 

    穿戴式电子设备是专门为让使用者在身上穿戴或者附着在衣物上而设计，其中整合了可探测生理征象的生物感测器。在保健和健身领域中，琳琅满目的穿戴式设备正如雨后春笋般推出上市，它们可监控运动、营养状况、心率以及许多其他健康参数与身体状况。 

    消费者希望穿戴式设备可提供切实的特性，例如设计美观、符合人体工程要求、防水，以及耐冲击等。尽管对提高资料速率、延长电池寿命和加快充电速度的要求愈来愈高，但设备却越来越轻薄。医疗器材的制造商也在智慧手机和其他行动消费性产品的成功基础上，不断地改善可携式和穿戴式监护设备的各种性能。 

    许多保健业人士都认为穿戴式设备将会为病患治疗和疾病预防领域带来重大改变。行动设备和穿戴式设备都具有协助解决保健领域效率不足以及成本日益上升等问题的潜力。合适的技术可以带来前所未有的机会，让保健服务供应商即时获得所需的准确资料，从而为预防、诊断和治疗各种慢性病痛的工作提高成本效益。 

    可携式监护设备可在日常活动中佩戴，使许多须要不断监测生命征象的病人不必受困于医院或其他临床环境。穿戴式技术是减少不必要急诊和降低再次入院率的强大工具，同时还可协助病患满足治疗计画的要求。 

    同时，穿戴式健身器材也逐渐获得运动员和其他希望保持健康的人士的青睐。这些器材已经从基本的心率监测发展为整合了感测器的各种多功能精密监测仪器，可以追踪心率、体温、脉搏、血压和多种其他健康指标。 

    感测器技术和超微型电子元件上的突破，带动了穿戴式医疗和健身器材在设计上的创新。除了进一步缩小形状外，许多新型的医疗器材都导入了电容和机械触控板、画面清晰的LED显示器，以及其他初出现于消费性电子产品领域的先进技术。要设计出实用高效并且具有极高安全性的可携式和穿戴式医疗器材，比设计出色的消费性产品更加复杂。 

    医疗器材在体积缩小的同时，对可靠性和安全性的需求并没有降低。消费性产品发生故障可能会使人感到不便或不快，而医疗器材的故障则可能会危及患者的生命安全。对于用于监测关键性生命征象或者救命用的器材来说，设计者在决策时要考虑到许多有关固有安全性的问题。 

    医疗器材设计首重安全 

    与消费性设备相比，携带式医疗器材需要更高的机械性能，以确保可靠的操作以及患者的安全。由于须缩小材料的物理尺寸来实现设备的可携性并提高患者的舒适度，因此要设计出足够坚固并且具有极长使用寿命的高性能线缆元件变得愈来愈困难。与较大元件相比，连接器和线规线(Gauge Wire)的尺寸越小，其固有强度就越低。携带式病患监护设备中使用的感测器和线缆元件需要满足FDA和ISO有关安全性和生物相容性的要求。在产品终能够发布前，医疗器材制造商在产品开发过程中也须克服符合性(Compliance)、验证和临床试验等额外的开发问题。 

    虽然无线设备日益流行，但大多数医疗监护设备还是以有线的方式连接，有线医疗监护仪器依然是产业的标准。电讯或资讯娱乐领域中个人电子设备所使用的连接器和线缆元件，不一定适合医疗器材使用。每个设计决策都必须考虑到法规要求和固有安全性问题，缩短线缆尺寸和缩小体积也必须审慎进行，以免损失力学性能或电气性能。 

    柔性线缆备受青睐 

    微型电子元件使得可携式设备的尺寸可以达到手机般大小，以便在不阻碍病患自由活动的情况下执行监护与心电图诊断功能。这类小型设备一般都会采用极薄的柔性线缆元件来提供电源和讯号连接。 

    供应商从缩小消费性设备尺寸中获得经验，充分用于在穿戴式医疗器材中导入极薄的柔性电路。对于不适合采用刚性印刷电路板(PCB)的医疗应用，市场上已有业者可提供客制化的柔性印刷电路之设计与制造服务。柔性印刷电路可多达二十层及实现数百万次挠曲操作，并具有每秒高速处理多达10Gigabit资料的设计。 

    在缩短医疗器材线缆尺寸和缩小体积的过程中，其设计必须能够有效预防机械性能和电气性能的损失。线缆元件必须具有与所连接设备一致的使用寿命。在结构上的进步使得极薄的羽量级柔性医疗线缆元件得以面市，进而优化性能与耐久性。 

    线缆材料的柔性有别于线缆元件的挠曲寿命，两者是不同的特性。线缆组件设计的其中一个重要因素，是要了解每种特性所发挥的作用以及如何对设计用途产生影响。对于必须经久耐用的线缆来说，较长的挠曲寿命(也就是损坏前有更多的挠曲周期次数)是极为重要的特性。高柔性可使线缆以较小的半径弯曲，而不会发生性能降低或者造成线缆损坏的情况。对于某些应用来说，这两种特性都是有用的，甚至是非常必要的。 

    任何有关电线、线缆和连接器的设计都会在工程和制造上带来挑战。一般设备制造商在连接器与线缆元件的设计与制造方面往往没有充分经验，因此，经济、快速的方法可能就是与专门从事医疗器材电子解决方案的企业合作。