從羅氏血糖儀管窺便攜醫療設備設計策略

如今糖尿病患者數量越來越多。據美國CDC(疾病控制與預防中心)統計，2007年美國有2360萬糖尿病患者，并且數量每年都在持續增加。在當今醫療保健系統負擔過重、價格昂貴的情況下，高性價比的家庭診療設備已經成為極具吸引力的解決方案。例如，現在可以在任意一家藥房買到家用血糖儀(BGM)產品。

血糖儀市場的發展吸引了包括羅氏(Roche)、強生、拜耳、Abbott和Home Diagnostics在內的不少大公司和一些小型公司的廣泛關注。本期的拆解對象就是羅氏診斷(Roche Diagnostics)公司的羅氏血糖儀產品。

首先我們來了解一下血糖義的工作過程。血糖測量從準備試紙開始。每批試紙都配有一個代碼芯片，這個芯片包含有效期等重要信息。如果試紙沒問題，可將代碼芯片插入血糖儀中開始測試。先要從受測者那里采集血樣。羅氏血糖儀帶有一個獨立的采血筆，可以在盡可能無痛條件下采集到適量的血液用于測試。采集到的血樣要集中釋放在試紙的指定區域，然后將試紙的接觸端放進血糖儀中。這樣，血糖儀就可以開始工作了。大約5秒后就可以在LCD屏幕上讀取結果。測試結果出來的速度是家用血糖儀廠商致力于改進的性能之一。這種血糖儀可以存儲500組測試結果，需要時還能向用戶顯示7、14或30天平均值。羅氏血糖儀還具有提醒功能，可以由用戶設定一天內的4個不同時間點，由蜂鳴器提醒用戶及時做血糖測試。這款血糖儀可以通過位于頂端的紅外端口與家用PC通信。

下面我們來看看這款血糖儀的內部構造。打開這款血糖儀裝置的外殼，我們可以看到相對簡單的電子設計。在塑料外殼里有一塊PCB，這塊PCB連接著LCD屏幕和兩個按鈕。在這個極具成本效益的設計中，半導體器件很有限，主要器件是來自TI公司的兩顆IC。

血糖儀的總控制功能由TI的MSP430U334實現。根據MSP430型號代碼規則，該器件是MSP430x3xx傳統系列產品中的一個，運行在相對較慢的 8MHz時鐘頻率。這個特殊器件的另外一個特性是：帶1kB RAM和32kB非易失性存儲器的LCD控制器/驅動器。型號中的“U”沒有文檔說明，也許是MSP430系列器件中專用于醫療電子的特殊類別代碼。MSP430U334控制著紅外端口、LCD顯示器、運算和結果的存儲。

公司的另一款器件--7001201是用于控制試紙上的電流反應。在測試過程中，7001201將產生一個電壓，并施加于血樣。這個施加于血樣的電壓將產生電流，7001201讀取這個電流，然后向MSP430U334提供結果。羅氏血糖儀利用電流計電化學反應來讀取血液中的血糖值。在特定時間點產生的電流正比于血液中的血糖含量。電流法和庫侖法是現代血糖儀中用于血糖測量的兩種最流行的方法。

可以預見，隨著家庭糖尿病護理需求的增加，以及市場上競爭對手的不斷涌現，未來的血糖儀產品將會持續增加功能并降低成本。

圖1、羅氏血糖儀采用極具成本效益的設計策略。

圖2：TI公司的

作者：TechInsights公司產品經理

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