German 
English 
Spanish 
French 
Italian 
Portuguese Innovationen bei tragbaren medizinischen Geräten: Marktwachstum und -analyse
Inhaltsverzeichnis
- Innovationen bei tragbaren medizinischen Geräten: Marktwachstum und -analyse
Anpassung an die Zukunft: Der Anstieg tragbarer medizinischer Geräte für den Heimgebrauch
Die Erfahrung mit dem COVID-19-Virus hat den Menschen die Bedeutung des Selbstmanagements ihrer Gesundheit bewusst gemacht. Infolgedessen hat die Nutzung tragbarer medizinischer Geräte im häuslichen Umfeld stark zugenommen. Dank dieser Geräte, die Fernüberwachung, nicht-invasive und sogar tragbare Funktionen bieten, können Menschen nun jederzeit wichtige Vitaldaten abrufen. Dies reduziert nicht nur die Angst um die eigene Gesundheit deutlich, sondern minimiert auch die Zahl der Krankenhausaufenthalte.
Die weite Verbreitung tragbarer medizinischer Geräte ist vor allem auf zwei Faktoren zurückzuführen. Erstens haben neue Technologien diese Geräte deutlich benutzerfreundlicher, präziser und benutzerfreundlicher gemacht. Zweitens wird die Weltbevölkerung der über 65-Jährigen laut dem Bericht „World Population Prospects 2022“ des UN-Hauptquartiers für Wirtschaft und Soziales im Jahr 2022 771 Millionen betragen. Bis 2030 dürfte diese Zahl auf 994 Millionen und bis 2050 auf 1,6 Milliarden steigen. Mit dem rasanten Anstieg der älteren Weltbevölkerung ist auch die Nachfrage nach Gesundheitsüberwachung zu einem wichtigen Wachstumstreiber für den Markt für tragbare medizinische Geräte geworden.
In der Praxis beschränkt sich die Funktion tragbarer medizinischer Geräte nicht nur auf die Messung und Überwachung physiologischer Parameter. Einige Geräte verfügen mittlerweile über Aufzeichnungs- und Datenanalysefunktionen. Beispielsweise zeigen elektronische Blutdruckmessgeräte nach einer Messung nicht nur das aktuelle Messergebnis an, sondern speichern die Daten auch zur langfristigen Blutdrucküberwachung. Moderne Insulinmessgeräte sind häufig mit Kommunikationsschnittstellen (IR/drahtlos) ausgestattet, die Messdaten in Echtzeit an PCs oder Insulinpumpen übertragen und so die Langzeitbehandlung unterstützen.
Aus Anwendungssicht sind tragbare medizinische Geräte in der Regel batteriebetriebene, kompakte und benutzerfreundliche Handgeräte. So klein sie auch erscheinen mögen, jedes tragbare medizinische Gerät ist ein hochentwickeltes elektronisches Produkt. Daher ist die Entwicklung dieser Produkte für Ingenieure nicht einfach, da viele Designnuancen zu berücksichtigen sind.
Treibende Kräfte hinter der rasanten Expansion des Marktes für tragbare medizinische Geräte
In den letzten Jahren hat sich der Einsatz tragbarer medizinischer Geräte (PMD) zunehmend verbreitet. Eine Kombination von Faktoren, darunter technologischer Fortschritt, der Druck, die öffentlichen Gesundheitskosten zu senken, und der Wunsch, einer breiteren Patientengruppe Zugang zu Gesundheitslösungen zu bieten, treiben das Wachstum des PMD-Marktes voran.
Research and Markets hat ermittelt, dass der weltweite Umsatz im Markt für tragbare medizinische Geräte im Jahr 2022 $57,3 Milliarden erreichen wird. Zwischen 2022 und 2027 wird für den Markt eine robuste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 9,2% prognostiziert. Bis 2027 wird der Gesamtmarktwert tragbarer medizinischer Geräte voraussichtlich $96,93 Milliarden erreichen. Nach Produkttyp segmentiert, werden Produkte für Diagnose- und Überwachungszwecke bis 2027 fast 44% zum Markt beitragen und den Sektor der tragbaren medizinischen Geräte voraussichtlich dominieren. Zwischen 2022 und 2027 wird für den Markt für tragbare medizinische Geräte im asiatisch-pazifischen Raum eine CAGR von 10,4% erwartet.
Eine Analyse von Data Bridge Market Research zeigt, dass der Markt für tragbare medizinische und Gesundheitsgeräte im Jahr 2022 ein Volumen von 1464,58 Milliarden TP4Billionen erreichte. Bis 2030 soll er voraussichtlich 137,43 Milliarden TP4Billionen erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,91 TP3Billionen zwischen 2023 und 2030. Zu den wichtigsten Wachstumstreibern zählt die zunehmende Verbreitung tragbarer Geräte und anderer tragbarer Technologien. Der Einsatz dieser Geräte zur Fernüberwachung des Gesundheitszustands von Patienten kann zudem die medizinischen Kosten effektiv senken.
Die Komplexität tragbarer medizinischer Geräte entschlüsseln: Ein tiefer Einblick
Eine der Herausforderungen für tragbare medizinische Geräte besteht heute darin, dass sie nicht nur Fernkonnektivität, sondern auch die Aufrechterhaltung der Qualität und Reaktionsfähigkeit aller erfassten Daten erfordern. Darüber hinaus ist die Tragbarkeit ein wichtiger Aspekt. Der Begriff „tragbar“ im Zusammenhang mit tragbaren medizinischen Geräten steht im Gegensatz zu den großen medizinischen Geräten in Krankenhäusern, die meist auf Rädern montiert und schwer zu bewegen sind. Heutige „tragbare“ medizinische Geräte sind nicht nur transportfreundlich; viele sind sogar „am Körper tragbar“. Diese Veränderungen stellen Designer vor vielfältige Herausforderungen.
Bei der Analyse tragbarer medizinischer Geräte lassen sich mehrere Funktionsblöcke identifizieren, die bei den meisten tragbaren medizinischen Geräten für den privaten und privaten Gebrauch üblich sind. Dazu gehören: biometrische Sensoren, Verstärkung und Analog-Digital-Wandlung der Sensoreingaben, Batterie- und Energiemanagement, stromsparende Mikrocontroller oder digitale Signalprozessoren (DSP), Benutzeroberfläche bzw. Display, Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) und Datenschnittstellen (drahtlos und kabelgebunden).
Mikrocontroller (MCU)/DSP:
Tragbare medizinische Geräte produzieren eine beträchtliche Menge an Rohdaten. Die Fähigkeit, Daten zu speichern und zu verarbeiten, Änderungen zu erkennen, Feedback zu geben, sich mit großen Systemen zu verbinden und Diagnosealgorithmen auszuführen, sind typischerweise wesentliche Merkmale von System-Mikrocontrollern. Ein extrem niedriger Stromverbrauch und hohe Leistung stehen jedoch oft im Widerspruch zueinander, sodass ein Gleichgewicht zwischen den Anforderungen der Systemverarbeitung und den Leistungsbeschränkungen unerlässlich ist. Ein geringer Stromverbrauch ist ein zentrales Designkriterium für tragbare medizinische Geräte, vor allem um die Batterielebensdauer zu verlängern. Weitere Anforderungen sind eine schnellere Markteinführung, Kosteneffizienz, Zuverlässigkeit, kompakte Größe und höhere Integration.
Batterie- und Energiemanagement:
Für tragbare medizinische Geräte können einfache Systeme mit sehr geringem Stromverbrauch Einwegbatterien verwenden, während größere Systeme möglicherweise Akkus und Akkupacks verschiedener Größen benötigen. Bei medizinischen Systemen ist oft keine Wartezeit für das Laden nötig. Dank dynamischem Power Path Management und anderen Funktionen kann der Akku während der Stromversorgung des Systems unabhängig geladen werden, wodurch die Wartezeit für das Laden vor dem Betrieb entfällt. Die Lebensdauer tragbarer medizinischer Geräte kann einige Tage, Monate oder sogar mehrere Jahre betragen.
Mit der Reifung von Lithiumbatterie Dank Forschungs- und Entwicklungstechnologien und den steigenden Mobilitätsanforderungen tragbarer medizinischer Geräte gewinnen Lithiumbatterien mit ihrer hohen Spannung, hohen Energie und langen Lebensdauer zunehmend an Bedeutung in der Medizintechnikbranche. Diese Batterien ermöglichen den Betrieb medizinischer Geräte wie Defibrillatoren, Überwachungsinstrumenten, Ultraschallgeräten und Infusionspumpen auch an Orten fernab von Krankenhäusern. Dank Technologien wie Lithiumbatterien können 23 Kilogramm schwere Defibrillatoren nun durch leichtere und kompaktere Geräte ersetzt werden.
Vorteile der Verwendung Lithiumbatterien in medizinischen Geräten:
- Hervorragende Sicherheitsleistung: Lithiumbatterien für medizinische Geräte werden in flexiblen Aluminium-Kunststoff-Gehäusen verpackt, die sich von den Metallgehäusen flüssiger Lithiumbatterien unterscheiden. In potenziell unsicheren Situationen können flüssige Batterien explodieren, während sich Batterien für medizinische Geräte höchstens aufblähen können.
- Schlankes Design: Es gibt eine technische Einschränkung für flüssige Lithium-Ionen-Batterien: Sie dürfen weniger als 3,6 mm dick sein. Für Batterien für medizinische Geräte gilt diese Einschränkung jedoch nicht, selbst wenn sie weniger als 1 mm dick sind.
- Leicht: Lithiumbatterien für medizinische Geräte wiegen 401 TP3T weniger als Batterien mit Stahlgehäuse gleicher Kapazität und 201 TP3T weniger als Batterien mit Aluminiumgehäuse.
- Anpassbare Formen: Die Form von Lithiumbatterien für medizinische Geräte kann je nach Kundenwunsch angepasst werden. Diese Flexibilität ermöglicht schnelle Anpassungen der Batteriedicke und des Formfaktors.
- Hohe Kapazität: Die Kapazität von Lithiumbatterien für medizinische Geräte ist 10–15 t höher als die von Batterien mit Stahlgehäuse gleicher Größe und 5–10 t höher als die ihrer Gegenstücke mit Aluminiumgehäuse.
- Niedriger Innenwiderstand: Durch spezielle Designs kann die Impedanz der Lithiumbatterie erheblich reduziert und so ihre Hochstrom-Entladeleistung deutlich verbessert werden.
Datenschnittstelle:
Heutzutage ist die Datenschnittstelle für tragbare medizinische elektronische Geräte von kabelgebundenen RS232-Verbindungen zu kabelgebundenen und kabellosen Ethernet-Verbindungen sowie drahtlosen Kurz- und Langstreckenverbindungen übergegangen. Neue Schnittstellen ermöglichen die Vernetzung aller Geräte innerhalb eines Gebäudes, einschließlich der Geräte im Zuhause eines Patienten.
Anzeigetechnologie:
Displaymodule sind oft die teuersten Komponenten in der Stückliste. Displays in tragbaren medizinischen Geräten müssen zudem einen stromsparenden Ruhemodus unterstützen. Die meisten Displaytreiber verfügen über einen Ultra-Low-Power-Modus und können die Helligkeit durch PWM-Hintergrundbeleuchtungssteuerung oder, im Fall der OLED-Technologie, durch die Verwendung der richtigen Befehls- oder Registereinstellungen reduzieren. Die Touchscreen-Steuerung (TSC) ist entscheidend für den Komfort tragbarer medizinischer Geräte. Sie ersetzt herkömmliche Tastaturen und reduziert die Gerätegröße deutlich. TSC ermöglicht die menügesteuerte Funktionsauswahl, die Feinabstimmung der Eingabe-/Ausgabedatenanzeige und die Vergrößerung und verbessert so die Benutzerfreundlichkeit des Geräts deutlich. Die elektrostatische (ESD) Belastbarkeit der gewählten Lösung ist ein wesentlicher Faktor bei der Implementierung von TSC.
Sensorschnittstellen- und Signalkettentechnologie:
Die richtige Signalkette ist entscheidend für Temperatur-, Puls-, Glukosewerte und andere biometrische Sensoren. In den meisten Anwendungen streben Entwickler danach, Signale im Mikrovoltbereich inmitten von Millivoltrauschen zu finden. Angesichts der Wechselstromeigenschaften des Zielsignals ist ein Verstärker erforderlich, der gut mit einem Hochpassfilter harmoniert und mit einem leistungsstarken Analog-Digital-Wandler gekoppelt ist.
Abschluss
Tragbare medizinische Geräte zeichnen sich durch geringen Stromverbrauch, Zuverlässigkeit und kostengünstige Sensortechnologie aus. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Früherkennung verschiedener Krankheiten, darunter Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Einsatz solcher tragbaren Geräte reduziert die Häufigkeit von Arztbesuchen. Der Einsatz tragbarer medizinischer Geräte im Gesundheitswesen rationalisiert und verbessert die Patientenversorgung. Sie transportieren medizinische Versorgung vom Krankenhaus oder der Arztpraxis direkt nach Hause und bieten Patienten so einen unvergleichlichen Komfort.
Tragbare medizinische Geräte spielen heute eine entscheidende Rolle in der globalen Gesundheitsüberwachung und im Gesundheitsmanagement. Immer mehr dieser Geräte, die auf neuartigen Technologien wie modernster drahtloser Kommunikation basieren, entwickeln sich zu intelligenteren, intuitiveren, vernetzten und sogar tragbaren Werkzeugen. Diese Geräte dienen aktiv der Überwachung und Nachverfolgung des Gesundheitszustands von Menschen, und einige haben sich sogar als unterstützende Diagnoseinstrumente etabliert. Angesichts dieser Entwicklungen muss das Systemdesign tragbarer medizinischer Geräte mit den Markttrends Schritt halten. Überlegungen zu Stromverbrauch, Systemleistung, Konnektivität, Kosten und Größe stehen im Vordergrund und stellen Designer vor eine anspruchsvolle Aufgabe.
