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首页 >> 新闻中心 >> ·可穿戴医疗器械设计中的关键问题

可穿戴医疗器械是近年增长较快的品类,从动态心电贴、连续血糖监测仪到智能药贴和睡眠监测带,这类产品将监测或治疗功能集成到可以贴附或佩戴在身体上的小型设备中。与医院里的大型设备不同,可穿戴设备直接与皮肤接触,随人体活动而移动,在出汗、摩擦和温度变化的环境中持续工作。设计这类产品需要回答的问题,与台式或便携式设备有显著差异。

上海维创索果设计咨询有限公司深耕长三角设计服务领域多年,我们深度扎根上海、苏州、无锡、南京、杭州、常州等核心城市,业务版图逐步拓展至全球。深谙各地产业底色与市场实际需求,为本土企业输出高适配、可落地的专业设计解决方案。

公司历经十八载行业深耕,在创始人张攀先生的引领下稳步发展。张攀先生毕业于上海交通大学,拥有海外求学历练背景,兼具本土视野与国际化设计思维。团队始终坚守匠心,以做好每一款医疗器械设计为初心,凭专业筑牢根基,让优质设计力量赋能长三角每一座城市的企业发展。索果小编认为下面从五个方面,梳理可穿戴医疗器械设计中需要留意的关键问题。

第一,与皮肤的长期接触——材料不能引起刺激或过敏

可穿戴设备需要连续贴附在皮肤上数天甚至数周,与皮肤接触的材料必须满足生物相容性要求,不释放有毒物质、不引起过敏或刺激反应。柔性电路板、导电凝胶、背衬材料和粘合剂都需要通过相应的生物相容性测试。粘合剂的选择尤其关键——粘性过强,撕除时可能损伤皮肤角质层;粘性过弱,在日常活动中容易脱落。

材料还需要耐受汗液和体液的侵蚀。汗液中的盐分和酸性物质可能加速某些材料的降解,长期接触后可能出现材料老化或性能漂移。皮肤接触面的透气性同样需要关注,不透气的材料长时间贴附可能导致皮肤浸渍或皮疹。设计时需要在粘附力、透气性和皮肤友好性之间取得平衡,这个平衡点需要通过实际佩戴测试来确认。

微创主机工业设计

第二,随身体活动的佩戴稳定性——不因移动而失效

可穿戴设备在使用过程中会随着佩戴者的活动而发生位移和形变。设备需要在这种动态条件下保持稳定的信号采集或药物输注。传感器与皮肤的接触压力需要在活动范围内保持稳定,压力过大可能引起不适,压力不足则导致信号质量下降。

柔性电路和连接结构需要承受反复弯折和拉伸而不发生疲劳断裂。设备在关节附近使用时,弯折幅度较大,电路走线和材料选择需要具备相应的柔韧性。设备在剧烈运动时可能受到冲击或拉扯,连接部件需要有足够的强度抵抗意外脱落。佩戴稳定性还涉及设备在衣物下的适配性——设备需要贴合身体曲面,不因衣物摩擦而位移,也不因体积过大而在日常活动中造成不便。

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第三,功耗与续航——使用周期内的持续工作能力

可穿戴设备的电池容量受限于体积和重量,而设备需要在整个使用周期内持续工作。动态心电贴通常需要连续工作7到14天,连续血糖监测仪需要工作10到14天。在有限的电池容量下实现这个续航目标,需要在硬件选型和软件策略两个方面同时优化。

硬件方面,选择低功耗的传感器、处理器和通信模块,减少不必要的功耗环节。软件方面,通过间歇采样、自适应传输和本地预处理来降低平均功耗。数据的传输策略需要在实时性和功耗之间取得平衡——连续传输耗电快,定时批量传输则可能延迟异常报警。设备的充电或更换方式也需要适配使用场景,一次性使用的设备不需要充电接口,可重复使用的设备需要设计方便的充电方案。

第四,数据质量与信号处理——在运动干扰中提取有效信息

可穿戴设备采集的信号容易受到运动伪影、皮肤接触阻抗变化和环境电磁干扰的影响。动态心电贴在心电信号采集过程中,佩戴者的活动可能引入基线漂移和肌电干扰;连续血糖监测仪在传感器植入部位可能因组织液成分波动而产生信号漂移。

设备需要内置信号处理算法来识别和补偿这些干扰。算法需要在设备端运行,减少数据传输量,同时保证处理后的信号满足临床判读的要求。算法的验证需要覆盖不同活动状态和不同佩戴位置的工况,确认在真实使用条件下能够稳定输出可靠数据。数据质量的验证不能只在实验室条件下完成,需要在模拟日常活动的场景中进行测试。

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第五,使用流程的简化——非专业用户能独立完成佩戴和更换

可穿戴设备的用户通常是非专业人员,可能是在家中自行佩戴的慢性病患者,也可能是需要长期监测但缺乏医疗背景的普通人。设备的佩戴流程需要简单到用户第一次拿到就能独立完成,不需要看复杂的说明书或求助他人。粘贴位置需要清晰标示,佩戴步骤需要直观引导,设备上的状态指示灯需要明确表达当前工作状态。

设备的更换流程同样需要简化。连续血糖监测仪的传感器需要每隔一段时间更换,用户需要能够独立完成取下旧传感器、清洁皮肤、安装新传感器的全过程。更换过程中的每一步都需要有明确的引导和防错设计,避免因操作不当导致设备失效或数据中断。使用流程的简化不是降低设备的专业性能,而是把专业操作转化为用户可以独立完成的步骤。

可穿戴医疗器械的设计,需要在皮肤接触材料、佩戴稳定性、功耗续航、数据质量和用户操作流程这几个方面同时满足要求。材料需要长期接触皮肤而不引起不良反应,结构需要在身体活动中保持稳定,功耗需要在有限电池容量下实现数天到数周的续航,信号处理需要在运动干扰中提取可靠数据,使用流程需要让非专业用户能够独立完成佩戴和更换。这些要求相互关联,任何一方面的不足都会影响设备的实际使用效果。可穿戴设备的优势在于它能在用户的日常生活中持续采集数据或提供治疗,这种持续性的前提是设备在各个设计维度上都能满足长期佩戴和稳定工作的要求。

索果设计:「长期服务:上海微创、美敦力、凯利泰、思路迪、昊海生物等。十年专注医疗实验室仪器的设计、落地和创新,设计覆盖产品开发全产业链:设计分析、外观设计、结构设计、ui界面设计、样机制作、小批量生产、模具开发、大批量生产等

  • 索果设计良好的口碑完全离不开客户的信任和我们永远坚持的设计理念:“知因索果,设计创新”。我们在艺术和工业之间游走,让灵感在产品中发挥它的灵性。“满眼生机转化钧,天工人巧日争新。”索果人不能容忍循规蹈矩非创意的产品和设计,哪怕是一个面,一根线或是一个点。在索果的大家庭里,任何人都会感受到创新的脉搏。

    ROYCE ZHANG, Design Director, SOOGOT

  • 索果的团队是经验丰富的。索果设计经验丰富的团队有能力拒绝目前设计界“实而不华”和“华而不实”的设计通病。在设计调研、前期概念形成、外观设计、结构设计、模具加工、工艺控制和批量生产等各个环节均有经验老到的索果人严格把关。“交给索果搞设计,我们放心!”--索果人经常会收到客户类似的心声。

    TOM LIAO, MD LEADER,SOOGOT

  • 设计是表象的手段解决本质问题的一种逻辑思维方式。好的设计,是有逻辑性的--上道的每款设计均严格遵循“知因索果”的设计理念,用缜密的逻辑思维,从前期的多渠道市场调研到后期的概念生成,有理有据,帮助企业发掘新的市场机会,实现商业价值。我们所有的工作无非是两件事,即帮助企业找出问题和解决问题,提供最有效的解决方案。“知果索因易,知因索果难”---而后者恰恰是索果设计有别与其他设计公司的核心优势之一。

    jacky wong, industrial design leader, soogot

  • 索果有着多渠道的资源整合方案。产品开发的各个环节,索果都有稳定的高质量的合作伙伴,并对丰富的资源进行整合优化,找出最优的解决方案。我们深入了解中国的市场,我们会不定期考察体验国外市场,并与国内外一些著名信息机构合作,进行资源共享。“敞开大门搞设计”,索果设计始终在执着着。

    John, brand leader, soogot

索果设计为超过百家企业提供创意服务和技术支持
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