手持醫療設備供電

　　當醫療設備的應用范圍由醫院擴展到緊急應變和家庭醫療環(huán)境時(shí)，它的移動(dòng)性將由多種因素所決定。此外，在醫院內的醫療設備也經(jīng)常需要電池的支持，以方便患者在不同的病房中轉移。

　　而且，在生育高峰期出生的人們已步入了老年，他們仍然希望四處活動(dòng)，這就為傳統固定設備的便攜應用創(chuàng )造了需求，這些設備能夠方便患病老年人的活動(dòng)。 它們包括了診斷儀器，如除纖維顫動(dòng)器、超聲設備和血分析儀；還有面向患者的設備，包括胰島素注射器、左心室輔助裝置（LVADs）和無(wú)線(xiàn)生命信號監控器。

　　此外，當多種手術(shù)器械只能在一定范圍內使用時(shí)，一些器械則因使用電池組供電而擺脫了這種限制。像電動(dòng)整形工具或內窺鏡這樣的外科設備使用電池供電的時(shí)候，外科醫生感受到了這種靈活性帶來(lái)的極大便利。

　　傳統電池組包含了提供主能源的電芯和集成了剩余電量計、保護電路、溫度傳感器、顯示電池組或電芯狀態(tài)的LED驅動(dòng)器和串行數據通信總線(xiàn)的電路板。電池組的外部則是一個(gè)典型的塑料外殼，附帶可以為同主設備的連接提供電接口的外接觸點(diǎn)和吸收外部振蕩和保持內部元器件的絕緣。

　　使用概況

　　設計一個(gè)安全可靠系統的第一步是要準確理解醫療設備使用模型的諸特性，這些特點(diǎn)包括了溫度范圍、放電曲線(xiàn)、充電方式、保存壽命和傳輸需要。在為移動(dòng)應用設備挑選最優(yōu)電池的時(shí)候，所有外部的和內部的工作溫度也都是重要的考慮因素。

　　制造商們標明了電芯在理想的C/5 恒定電流和+20℃的外部溫度下的性能。然而，許多醫療設備被期望能夠工作在-20℃～+60℃的溫度范圍之間，且熱量可以在充放電過(guò)程中散發(fā)出來(lái)，因而當電池系統同溫敏元件放在一起的時(shí)候，組合電池系統和設備外殼有最大的溫度閾值。

　　一個(gè)不一致的脈沖放電或是典型的去纖顫器的脈沖會(huì )導致電芯產(chǎn)生更多的熱量，相比非一致放電曲線(xiàn)，這種情況能更快的降低電池能力。而充電方式影響了電池熱量散發(fā)的方式，也應該被考慮進(jìn)電池的系統設計中。

　　最優(yōu)化學(xué)特性

　　為電池組選擇最優(yōu)的電芯決定著(zhù)野外醫療工作設備能否正常工作，這就需要對電芯性能曲線(xiàn)有充分的了解。了解電壓、充放電周期、負載電流、能量密度、充電時(shí)間和放電率等指標是為手持設備選擇電芯的第一步，下面就以這幾個(gè)標準來(lái)分別介紹幾種電池。

　　首先是密封式鉛酸電池（SLA）?？沙潆奡LA的特性包括：2V的額定電壓，棱柱或圓柱型結構，大容量，低成本和簡(jiǎn)單的充電條件。SLA電池最大的挑戰包括：龐大笨重的體積因素，線(xiàn)性電壓衰減，缺少快速充電技術(shù)和對高溫度和高自放電的敏感度（這會(huì )影響保存壽命）。

　　其次是NiMH電池。它的特點(diǎn)包括：1.25V的額定電壓，壽命期內的500充放電周期，100Wh/kg的平均能量密度，充電時(shí)間小于四小時(shí)，接 近30％的月放電率以及嚴格的尺寸因素。在對低電壓有需求或價(jià)格敏感的場(chǎng)所，NiMH電池有著(zhù)很好的表現，10個(gè)NiMH電池可以串連起來(lái)增加電壓，使總 電壓達到12.5V。

　　最后是鋰離子電池。鋰離子電池的特點(diǎn)包括：3.6V的額定電壓，在壽命期內500到1000的充放電周期，平均的能量密度為160Wh/kg, 充電時(shí)間小于4小時(shí)，每月的平均放電率為10％；7個(gè)鋰離子電池可以串接在一起，使總電壓達到25.2V。

　　電池組智能化

　　手持化和戶(hù)外化是當今醫療設備的發(fā)展趨勢。鋰離子電池有更高的能量密度，更輕的質(zhì)量，更長(cháng)的工作周期，出眾的容量保持性和寬廣的環(huán)境溫度適應能力，相對于同樣功率的NiMH和SLA解決方案，它需要的電芯數目更少。

　　電路板上的許多高級附件促進(jìn)了系統的智能化，這些附件包括剩余電量計、保護電路、溫度傳感器和串行數據總線(xiàn)。一個(gè)智能的電池組，當終端用戶(hù)的放電曲 線(xiàn)或特性經(jīng)過(guò)調整后，能提供更高的功率利用率。電池組對醫療應用有價(jià)值的一個(gè)原因是它有能力監控自己的狀態(tài)，能準確預測剩余的運行時(shí)間并將其工組狀態(tài)發(fā)送 到醫療設備。這些特點(diǎn)允許終端用戶(hù)能智能的管理設備使用，還能避免意外的故障或關(guān)機。一個(gè)智能化的電池組能根據它的使用歷史做出反饋，這樣為可追溯性和保 證問(wèn)題提供便利性。

　　安全性

　　醫療用電池組必須集成多重安全系統和可靠的保護電路。其中，活動(dòng)的安全電路是保證電池的化學(xué)物質(zhì)保持穩定狀態(tài)的必須因素。安全電路保護電池組免受過(guò) 充電、過(guò)放電、短路和極端溫度的影響，它可以將電壓限定在嚴格的工作范圍之內。安全電路通過(guò)溫度傳感器使電池在特定的溫度下斷路，預防熱耗散和過(guò)熱。

　　對于多電池電池組，擁有一個(gè)活動(dòng)的電池平衡電路是明智的。將電路放置在電池組中尤其關(guān)鍵，因為這使得電池不再有過(guò)熱的危險。