跨越血糖儀的技術門檻：Murata的血糖儀整體解決方案

根據國際糖尿病聯盟（IDF）的研究數據，截至2021年全球成年糖尿病患者約為5.37億，預計到2045年這個數據將增加約46%，達到7.83億！顯而易見，糖尿病已經成為人類健康主要的威脅之一。

對于糖尿病患者來講，“控糖”是無法回避的日常。不過，很多“糖友”都知道，這條“控糖”之路并不輕松。在傳統醫療方式中，血糖的監測和對應的治療都是在專業醫療機構中進行的，這無疑會耗費患者大量的費用和時間，也是現實中“控糖”難以持久、效果差強人意的重要原因之一。

血糖儀的技術發展

不過，隨著人們健康意識的增強，以及現代科技的發展，這種局面正在發生改變。越來越多的醫療器械，逐漸放下專業的“身段”，轉變為消費級的產品，讓普通人在日常生活中就能觸手可及。血糖儀就是其中之一。

家用血糖儀的出現，讓普通人可以隨時隨地自主完成血糖監測，實時掌握自己的健康狀況。尤其是隨著物聯網的興起，血糖儀也變得越來越智能，可以通過無線通信將血糖監測數據傳輸到手機APP以及云端，接駁智慧醫療系統，基于患者的數據給出個性化的治療建議。

值得注意的是，近年來血糖儀的產品進化又展現出了一個新趨勢，即連續血糖監測（CGM）的出現和市場的興起。

傳統的指血檢測 (BGM) 法，是通過刺破手指或其他身體部位采集血液，完成血糖的檢測，這個方法雖然“經典”，但是也存在不少弊端，比如：有創采血過程較為痛苦，且操作不當可能導致創口感染；操作較為繁瑣，血糖檢測所需工具和材料（采血筆、試紙、檢測儀等）較多；監測頻次有限，無法監測血糖連續變化，可能存在監測盲區……為了彌補上述BGM方法的不足，人們發展出了CGM技術。

顧名思義，“連續血糖監測（CGM）”就是能夠持續采集血糖數據，全時段監測血糖波動情況，讓“控糖”不留盲區，相較于BGM這顯然是個顯著的優勢。CGM的原理并不復雜，其是通過埋植于皮下組織的微電極，記錄組織間液葡萄糖氧化反應產生的電信號，間接測量血糖的技術，只需一次性“微創”安裝傳感器探頭貼片，即可長時間連續工作，既減少了患者的痛苦，使用也更為便利。

正是因為這些特性，CGM備受市場青睞。有數據顯示，從2015年到2020年間，全球CGM市場規模由17億美元快速增長至57億美元，年均復合增長率高達28.2%，而且在不少市場（如中國），CGM血糖儀的滲透率并不高，未來的市場前景值得期待。

由此可見，在對抗糖尿病的持久戰中，技術的進步正在令我們獲得越來越大的主動權；而從另一個意義上講，這也會加速血糖儀產品的迭代，使其成為智能醫療器械領域一個明星單品。QYResearch的研究數據顯示，到2029年全球自我血糖監測和連續血糖監測市場規模將達到273億美元，未來幾年的年復合增長率將達10.2%。

跨越血糖儀的技術門檻

對于醫療電子市場的玩家來說，血糖儀的市場蛋糕確實誘人，不過想要吃到嘴，在研發時還有繞不過去的幾道坎兒。

首先，由于血糖儀屬于醫療器械，因此對產品的測量的準確性、精準度，以及可靠性和安全性，都有特殊的要求，需要符合特定的行業規范，這無疑是一個門檻。

其次，作為一個高頻使用的醫療設備，血糖儀的便攜化和可穿戴化是大勢所趨，而小型化設計對于任何一個電子系統來說，都是一個不小的挑戰。

同時，便攜性更偏愛電池供電，這對血糖儀的低功耗特性也會產生更高的要求。

再有，醫療器械的消費化固然會做大市場蛋糕，但是普通消費者對于成本也更為敏感，因此在產品研發時也必須在成本優化上做足功課。

最后，隨著智能化程度原來越高，血糖儀的功能也會越來越豐富——比如無線連接已經成為主流產品的標配——系統也會越來越復雜，開發者需要面對的工作量也會更大。

由上述幾個因素不難看出，想要開發出一款商用血糖儀產品，絕非易事。而想要順利邁過這些技術門檻，一個關鍵點就是：從產品研發的“上游”、元器件的選型和應用環節就要把好關，選用極可靠的“物料”，構筑好產品的技術基石。

當然，血糖儀市場巨大的商機，元器件制造商也已經覺察到了，因此他們也一直在跟隨技術和市場的發展，進行周密的產品布局，以更好地對接開發者的需求。

在這個領域，Murata的技術準備就非常充分，其憑借著豐富的產品組合，已經圍繞著血糖儀（也包括CGM產品），打造出了全方位的解決方案。

圖2：Murata血糖儀解決方案

（圖源：Murata）

本文中，我們將重點推薦Murata的三款面向血糖儀的產品，大家可以看到，這些產品可以很好地契合血糖儀的設計需求，讓開發者輕松應對挑戰。

藍牙低功耗模塊：創建智能連接

隨著血糖儀智能化水平的提升，藍牙低功耗（BLE）無線連接已經成為產品的標配，它能夠將血糖儀與手機、平板電腦、PDA等智能終端連接在一起，傳輸患者的血糖數據，或者是完成血糖儀的調試、配置和OTA等功能。

根據上文提到的血糖儀的設計要求我們不難看出，小尺寸、低功耗、高品質的連接——這應該是血糖儀產品對于BLE模塊的核心要求。Murata的MBN52832藍牙低功耗5.0模塊，就是為此類超低功耗數據通信應用而精心打造的。

圖3：MBN52832 BLE 5.0模塊

（圖源：Murata）

MBN52832 BLE模塊將Nordic公司的BLE SoC、射頻前端和晶體集成到超小外形中，能夠很好的滿足血糖儀小型化的設計要求。

模塊的核心是Nordic的nRF52832無線SoC，其符合BLE 5.0規范，可提供更高的吞吐量、更大廣播容量，以及經過改進的信道共存算法 (SCA)，可提供先進的無線連接特性。該無線SoC內置Arm Cortex-M4內核，集成有64KB RAM和512KB閃存以及豐富的接口，適用于各種物聯網應用，可支持血糖儀功能擴展的需求。

該模塊提供兩種藍牙天線配置方式：使用板載PCB天線或通過引腳焊盤連接外部天線，這為設計帶來了更大的靈活性。MBN52832 BLE模塊還獲得了SIG認證，以及FCC、IC、ETSI等監管認證，有助于降低系統設計人員的工作量并縮短產品上市時間，使其非常適合于血糖儀等小型電池供電的醫療和保健類應用。

圖4：MBN52832 BLE 5.0模塊框圖

（圖源：Murata）

混合型晶振：賦能可靠的智能控制

在電子設備中，晶體諧振器（簡稱晶振）常被比喻做電子系統的“心臟”，它們為系統的正常工作提供穩定的時鐘基準信號。血糖儀作為一款關乎用戶健康的醫療設備，可靠而穩定的運行自然也少不了高性能晶振的支持。

考慮到血糖儀應用的特殊性，在晶振選型時，除了精準度這個硬指標，也要綜合考慮產品的外形和成本等因素。

Murata的 HCR混合型晶體諧振器，就是適合于血糖儀的緊湊型、高性價比的SMD諧振器。所謂“混合型”是指HCR晶振將石英晶體元件密封在Murata陶瓷諧振器所采用的可靠封裝中，兩種技術的組合使得該時鐘元件可以保有石英級別的精準度（在±10ppm以內），同時與標準石英晶振相比尺寸更小、成本更低，具有獨特的優勢。

由于采用了通用性高平面構造氧化鋁基板結合金屬帽的封裝構造，HCR系列與采用空穴構造的陶瓷封裝的傳統晶振相比，制造和材料成本更低，并具有更穩定、更高效的產能，這對于血糖儀產品供應鏈的降本和優化大有裨益。

圖6：HCR SMD晶振獨特結構的優勢

（圖源：Murata）

此外，HCR晶振回流焊后的頻率變化小，便于客戶進行頻率補償，并支持寬溫范圍，這使其可以為血糖儀開發提供一個高精度、高可靠性、外形緊湊、成本合理且供貨穩定的解決方案，有力地賦能血糖儀的智能控制和連接等需求。

NTC熱敏電阻：提供更準確的CGM

如上文所述，目前很有市場熱度的CGM血糖儀，主要通過插入皮膚下層的傳感器來監測血液中的葡萄糖水平。從原理上看，溫度會影響葡萄糖傳感器反應速率和酶活性，從而影響測量結果，一般來講：當溫度升高時，酶活性會增加，葡萄糖反應速率會加快，導致葡萄糖傳感器顯示的葡萄糖水平偏低；反之，溫度度降低時，傳感器顯示的葡萄糖水平會偏高。

因此，為了獲得更準確的血糖數據，就需要通過溫度傳感器（通常是NTC熱敏電阻）測量葡萄糖傳感器周圍的溫度，并根據溫度的變化對葡萄糖傳感器的測量結果進行校正，獲得更準確和更可靠的測量數據。

Murata NCU系列NTC熱敏電阻，就是CGM血糖儀溫度傳感器的理想之選，該熱敏電阻具有優異的性能（高精度和B常數），以及出色的抗老化穩定性，在任何環境中都能可靠工作。而且，NCU NTC熱敏電阻還具有出眾的可焊性，兼容流體焊接/回流焊接工藝，十分有利于提高產能和降低綜合成本。綜合來看， 對于CGM血糖儀這種高可靠性應用，Murata的NCU系列NTC可謂是不二之選。

本文小結

全球糖尿病患者數量的不斷增加，讓血糖監測成為了一個剛需，也在推高血糖儀的市場需求。而作為一款健康相關的醫療器械，血糖儀與其他消費類的可穿戴產品相比，具有獨特的設計需求，也提高了開發的技術門檻。

想要跨越這些技術門檻，需要將高性能、高可靠，同時具有低功耗和成本優勢的元器件選入血糖儀的BOM中。本文介紹的三款產品就是其中的代表，而想要挑選到更多品類的理想的元器件產品，Murata的血糖儀整體解決方案一定可以幫到你！

審核編輯：劉清