מכשירים רפואיים ניידים עברו שיפור עצום בזכות טכנולוגיות מתקדמות שונות שפותחו במקור עבור מכשירים אלקטרוניים לשוק הפרטי, כמו מחשבים ניידים וטלפונים חכמים. הטכנולוגיות הללו מאיצות את הפיתוח של מכשירים רפואיים, מקלות על השימוש בהם ומביאות לכך שהמכשירים אמינים מאי פעם.
אחת התלונות הקבועות של צרכנים נוגעת ל”חיי הסוללה”. אם הסוללה במחשב הנייד שלך נגמרת בזמן שאתה כותב דוח, זה מרגיז, אם זמן הסוללה בטלפון החכם צונח כהרף עין מ- ל- והטלפון החכם שלך נכבה כשאתה ברכבת בדרך הביתה, זה מתסכל למדי – אבל בשני המקרים, לא נגרם מכך נזק של ממש. לעומת זאת, אם רופא בבית החולים מעביר ממקום למקום חולה שמחובר למכשיר הנשמה נייד, המופעל באמצעות סוללה, או אם פרמדיק מנסה להציל חולה ברחוב תוך שימוש במכשיר לניקוי דרכי הנשימה (aspirator), הסוללות שמשמשות להפעלת המכשור הרפואי מוכרחות להיות אמינות לחלוטין, שאם לא כן, הן עלולות לסכן את חיי החולים. הסוללות הללו חייבות לעבוד תמיד, ולעולם לא לאכזב את אנשי הצוות הרפואי או החולים בשעה שהם זקוקים למכשור הרפואי יותר מכל.
“הסוללות הטיפשות” המסורתיות
סוללות מסורתיות המשמשות להפעלת ציוד רפואי נטענות בדרך כלל באמצעות מטען פנימי או חיצוני המשתמש בתוכנית הטענה מובנית, המקבלת החלטות של כן ולא (go/no go) על סמך המתח של הסוללות והטמפרטורה שלהן. מערכות טעינה כאלה אינן יכולות להתמודד עם שדרוגים בהספק של הסוללה או בטכנולוגיה שלה, והן עלולות לנסות להטעין סוללות גם אם הן פגומות – מה שמעורר סימני שאלה בטיחותיים.
כשהסוללה המסורתית נפרקת במכשיר המארח, היא לא יכולה לספק כל תחזית לגבי זמן הפעולה הצפוי, והמכשירים המארחים מוכרחים להסתפק בבדיקות מתח גסות כדי לספק אומדן משוער של ההספק הנותר. כשחלים שינויי טמפרטורה, המערכות הללו הופכות לבלתי אמינות, והן גם מושפעות מהזדקנות הסוללה, הנובעת מעלייה בהתנגדות – אשר מביאה, בתורה, לירידה בהספק תחת עומס.
מערכות הסוללות הללו ידועות גם בשם “סוללות טיפשות” והן אינן מתאימות לציוד רפואי מודרני, שהבטיחות בו חיונית. ציוד זה מוכרח לספק תחזית מדויקת לגבי זמן הפעולה הצפוי.
החלופה החכמה
לפי ניל אוליבר, מנהל השיווק הטכני של חברת Accutronics, המשתמשים במכשירים רפואיים ניידים מוכרחים לדעת כמה זמן פעולה נותר למכשירים. אם איש הצוות הרפואי אינו יכול להסתמך על מד הסוללה, הוא מאבד אמון ביכולתו להשתמש במכשיר הרחק מספק מתח וסובל מ”חרדת זמן סוללה” – החשש שהוא לא יוכל להשלים את משימתו לפני שהסוללה תתרוקן.
אינטגרטור טוב של סוללות יבין קודם לעומק לאיזו מטרה משמש המכשור הרפואי וישלב בסוללה מד סוללה חשמלי, שינטר באופן קבוע את רמת הטעינה, המנוחה והפריקה. מערכות אלקטרוניות שכאלה לוקחות בחשבון גם את התנאים הסביבתיים השוררים באזור הפעילות ואפילו את גיל הסוללה, על מנת לספק תחזית פעילות ברמת דיוק של עד %1±. תחזית הפעילות הזו מועברת אוטומטית למכשיר הרפואי, שמציג אותו בפורמט שהמשתמש יכול להבין בקלות – הסוללה אף תשדר התרעות כשזמן הפעילות הנותר יורד לרמות קריטיות, כדי שהמשתמש יוכל להטעין את הסוללה מבעוד מועד או להחליף אותה באחרת.
ומכיוון שהבטיחות חיונית, תכנון הסוללה יכלול מעגלי הגנה אקטיבית, שמנטרים את המתח של כל תא בסוללה ומונעים טעינה או פריקה אם אחד התאים או כמה מהם נטענו או נפרקו יתר על המידה. הסוללה מוגנת גם במצב של חום-יתר או מפני זרמי פריקה החורגים מהרמה שהוגדרה מראש. הפרקטיקות המיטביות בתעשייה קובעות שיש לכלול הגנה מטעינת יתר משנית בתכנון של סוללות ליתיום-יון, כדי שהן לא יהפכו לבלתי בטיחותיות במקרה שבו הן המטען והן ההגנה האקטיבית כושלים. הגנה משנית מפני טעינת יתר מפעילה נתיך שאותו לא ניתן לאפס, אשר מונע כל הפעלה עתידית.
תקשורת משופרת בין הסוללה, המכשיר המארח והמטען הינה חיונית לפעילות אמינה של כל מערכת המופעלת באמצעות סוללות. רוב הסוללות החכמות תואמות את “מפרט הסוללות החכמות” (SBS), העושה שימוש בתקשורת (System Management Bus). אחד היתרונות הבולטים של מערכות כאלו הוא שניתן להפעילן בקלות גם עם רכיבים שיוצרו על ידי יצרנים שונים.
מטענים חכמים
שילוב של מטענים חכמים וסוללות חכמות מאפשר למקסם את הבטיחות, להפחית את זמן הטעינה ולהאריך את חיי המוצר. כשמכניסים סוללה חכמה למטען חכם, הסוללה מוסרת את דרישות הטעינה המדויקות שלה למטען. המטען מגיב ומספק את המתח והזרם עד שהסוללה אומרת לו להפסיק את הטעינה. כמו כן, הסוללה עשויה לתקן את קריטריוני הטעינה שלה במהלך הטעינה אם התנאים הסביבתיים משתנים.
עצמאות כימית ואבטחת איכות עתידית
אחד מיתרונות המרכזיים של מטען חכם הוא יכולתו להתאים את עצמו לעתיד לא ידוע. מטענים חכמים מגיבים לדרישות הטעינה של הסוללה, כלומר – אפשר להשתמש בהם כדי להטעין סוללות בעלות מתח שונה, הספק שונה, הרכב כימי שונה או מתוצרת של יצרן שונה. מערכת שכזו מספקת ליצרן את הביטחון שהמטען החכם שלו יעבוד עם מגוון של סוללות קיימות ועתידיות – כלומר, דרושים פחות מטענים ואורך החיים של המטענים בשטח ארוך יותר.
מסקנה
שוק המכשירים הרפואיים הניידים צומח במהירות, ומערכות הסוללות המסורתיות אינן מצוידות ביכולות של מדידת זמן הפעילות שדורשים היצרנים. הסוללות החכמות שפותחו בחברת Accutronics עונות על בעיה זו, והן מספקות מידע מדויק על זמן הפעילות שלהן, שעליו יכולים המשתמשים במכשור הרפואי להסתמך, כמו גם על שיפור רמת הבטיחות של המכשירים.
אינטגרטורים של סוללות ממשיכים למלא תפקיד חשוב: הם מספקים ליצרני ציוד את טכנולוגיית הסוללות הטובה ביותר הקיימת, ובסופו של דבר מאפשרים לצוות הרפואי להעניק טיפול צמוד ומשופר לחולים, שמצבם הוא הדבר החשוב ביותר.
בני שאשה הינו מנהל תחום הסוללות בחברת אלכסנדר שניידר.
