新冠肺炎疫情正在全球范围内造成毁灭性后果，这可能是未来疫情的一瞥。对于前线的医护人员来说，拥有合适的医疗工具是他们帮助治疗患者的武器库的一部分。从传统的呼吸机和超声波设备到生物传感可穿戴设备等新型工具，每一种都依赖于一种共同的基础技术：半导体。

设计和开发医疗设备的公司正在加紧生产他们的产品，尤其是面对这场流行病。他们依靠一系列半导体器件来帮助实现一系列复杂的功能。反过来，半导体制造商也在保持供应链的运转，以帮助他们的客户满足这些迫切的需求。

虽然由于医疗技术，现在可以实现的功能令人印象深刻，但它们也突出了这些解决方案如何实现更个性化的医疗保健模式。在这篇文章中，我们将讨论五种关键方式，即当今以半导体器件为核心的技术可以改变我们提供医疗保健的方式，以促进更好的结果：

  1. 增强的预测性和预防性护理
  2. 准确的测试
  3. 远程患者监控
  4. 治疗
  5. 后续监测

雪球前的症状

长期以来，通过检查生命体征发现的关键指标为疾病的存在提供了线索。然而，在许多情况下，医生就诊期间的定期检查不如连续记录数据更能揭示问题。以高血压为例。在休息时测量血压，最好是在每天的同一时间，这是临床公认的方法。但是，当临床上血压正常，但家中血压升高时，诸如隐性高血压等因素会降低准确诊断病情的能力。这就是为什么持续、实时监测血压可以提供患者更具洞察力的图像。对无症状新冠肺炎患者的评估也可以从持续监测中获益。可能有人感染新冠病毒的指标包括：

生物传感可穿戴设备提供了一种方便、无创的手段来监测这些指标，并提醒患者及其医疗保健提供者，他们的病情是否可以在家或医院得到控制。对于新冠肺炎（COVID-19）等高度传染性呼吸道病毒，能够远程评估患者病情的严重程度可以帮助医疗服务提供者在护理点对其病例进行分诊。


图1：监测血氧水平等健康参数的生物传感可穿戴设备有助于评估呼吸道病毒患者。（照片由Yevhen Prozhyrko/Shutterstock提供）

今天的传感器解决方案测量各种生命体征，包括体温、心率、心率变异性、SpO2和呼吸。复杂的算法将这些信号转化为医学专业人士的宝贵见解。低功耗运行的传感器、电源管理和电池管理IC有助于延长终端产品的电池寿命，而高度集成的IC则符合可穿戴设备的空间限制。

测试掌握关键

一旦根据指标怀疑病情，筛查测试可以验证是否存在疾病。对于新冠肺炎，目前可用的检测方法是通过鼻拭子和咽喉拭子采集样本，同时进行血液检测以检测是否存在抗体。半导体在诸如病毒检测设备和分析/实验室设备等诊断设备中发挥作用。电化学传感器模拟前端（AFE）IC正在集成到可穿戴贴片中，用于持续血糖监测。也许我们将开始看到这些电化学设备的评估，以检测新冠病毒的存在。

我们还看到人工智能（AI）算法在分析新冠肺炎患者CT扫描和胸片中的应用以确定肺炎风险，并检查新冠病毒的迹象。由于结果的准确性，人们的反应褒贬不一，但这一领域的更多发展正在进行中，包括最近，芝加哥大学和阿贡国家实验室开始合作.

远程监测以评估疾病严重程度

在被诊断患有某种特定疾病或病症后，患者进入治疗模式。新冠肺炎患者要么被隔离，要么在更严重的情况下住院治疗。对于那些在家隔离的人，持续监测生命体征可能是有益的。新冠病毒的表现各不相同，甚至不可预测。通过可穿戴设备远程密切关注温度、呼吸和心率以及血氧水平的变化，可以确定患者何时需要去医院。

处理工具组件的生产

虽然尚未治愈新冠肺炎，但医生和护士正在采取感染预防和控制措施，并对呼吸困难的患者使用呼吸工具。通风机在极为严重的情况下部署，承担部分或全部的呼吸努力，提供机械手段将氧气输送到肺部并排出二氧化碳。在这场大流行期间，这些设备的需求激增。作为回应，半导体制造商正在加紧努力，生产在呼吸机中发挥重要作用的组件，例如：


图2:在新冠肺炎疫情期间，呼吸机和温度监测器一直是需要的医疗设备之一。（照片由Sirichai Saengcharnchai/Shutterstock提供）

慢性病持续监测

对于许多慢性疾病，特别是后续计划涉及后续监测。这为部署生物传感可穿戴设备提供了另一个好机会。今天的健身追踪器和可穿戴设备已经可以监测心率、心率变异性和呼吸频率。这些标记物的变化可能表明病毒负载，因此，一个可以在一段时间内被动地连续收集这些数据的可穿戴设备可以证明是有洞察力的。

在一些新冠肺炎病例中，患者出现了心律失常。心电图（ECG）可以检测到不规则心跳的存在。一些医院正在实施连续心电图监测，以及自动血压读数和氧饱和度监测，以代替通常由护理人员进行的标准生命体征检查。这种方法的目的是减少向医护人员传播新冠病毒的风险，同时保护个人防护设备（PPE）。生物电位传感器IC提供心电图波形和生物阻抗（BioZ）测量，具有临床等级精度此类IC足够小，可以集成到医疗贴片、手腕佩戴设备和胸带心率监测器中，这些监测器可以为患者评估提供连续的实时数据。

走向更个性化的医疗保健模式

遏制新冠肺炎传播的战略包括增加检测和接触者追踪，以确定可能接触过感染者的人。毫无疑问，技术将在这一艰难的过程中发挥不可或缺的作用。谷歌和苹果已经合作开发了大规模合同跟踪平台在Android设备和iPhone上运行。该软件使用蓝牙检测并提醒与新冠肺炎检测呈阳性的人近距离接触的人。为了查明新冠肺炎疫情，斯克里普斯研究转化研究所（Scripps Research Translational Institute）正在使用可穿戴设备进行一项研究。DETECT（用于早期控制和治疗的数字参与和跟踪）监测可穿戴用户的心率，并使他们能够记录咳嗽和发烧等症状。通过分析某一特定地区的模式，研究人员可以确定该地区是否正在遭受疫情暴发。

毫无疑问，这场大流行促使我们所有人的生活发生了剧烈变化。此外，医疗保健行业提供医疗服务的方式很可能无法幸免，希望会有所改善。例如，通过更多地使用远程患者监测工具，医疗保健提供者（以及患者）可以更密切地关注他们的病情，而不需要不必要的门诊就诊。一种更加个性化、分散的护理模式可能由此产生。半导体器件将继续发挥不可或缺的作用，使医疗工具和设备能够应用于整个患者护理领域。