跨越血糖仪的技术门槛：Murata的血糖仪整体解决方案

根据国际糖尿病联盟（IDF）的研究数据，截至2021年全球成年糖尿病患者约为5.37亿，预计到2045年这个数据将增加约46%，达到7.83亿！显而易见，糖尿病已经成为人类健康主要的威胁之一。

对于糖尿病患者来讲，“控糖”是无法回避的日常。不过，很多“糖友”都知道，这条“控糖”之路并不轻松。在传统医疗方式中，血糖的监测和对应的治疗都是在专业医疗机构中进行的，这无疑会耗费患者大量的费用和时间，也是现实中“控糖”难以持久、效果差强人意的重要原因之一。

血糖仪的技术发展

不过，随着人们健康意识的增强，以及现代科技的发展，这种局面正在发生改变。越来越多的医疗器械，逐渐放下专业的“身段”，转变为消费级的产品，让普通人在日常生活中就能触手可及。血糖仪就是其中之一。

家用血糖仪的出现，让普通人可以随时随地自主完成血糖监测，实时掌握自己的健康状况。尤其是随着物联网的兴起，血糖仪也变得越来越智能，可以通过无线通信将血糖监测数据传输到手机APP以及云端，接驳智慧医疗系统，基于患者的数据给出个性化的治疗建议。

值得注意的是，近年来血糖仪的产品进化又展现出了一个新趋势，即连续血糖监测（CGM）的出现和市场的兴起。

传统的指血检测 (BGM) 法，是通过刺破手指或其他身体部位采集血液，完成血糖的检测，这个方法虽然“经典”，但是也存在不少弊端，比如：有创采血过程较为痛苦，且操作不当可能导致创口感染；操作较为繁琐，血糖检测所需工具和材料（采血笔、试纸、检测仪等）较多；监测频次有限，无法监测血糖连续变化，可能存在监测盲区……为了弥补上述BGM方法的不足，人们发展出了CGM技术。

顾名思义，“连续血糖监测（CGM）”就是能够持续采集血糖数据，全时段监测血糖波动情况，让“控糖”不留盲区，相较于BGM这显然是个显著的优势。CGM的原理并不复杂，其是通过埋植于皮下组织的微电极，记录组织间液葡萄糖氧化反应产生的电信号，间接测量血糖的技术，只需一次性“微创”安装传感器探头贴片，即可长时间连续工作，既减少了患者的痛苦，使用也更为便利。

正是因为这些特性，CGM备受市场青睐。有数据显示，从2015年到2020年间，全球CGM市场规模由17亿美元快速增长至57亿美元，年均复合增长率高达28.2%，而且在不少市场（如中国），CGM血糖仪的渗透率并不高，未来的市场前景值得期待。

由此可见，在对抗糖尿病的持久战中，技术的进步正在令我们获得越来越大的主动权；而从另一个意义上讲，这也会加速血糖仪产品的迭代，使其成为智能医疗器械领域一个明星单品。QYResearch的研究数据显示，到2029年全球自我血糖监测和连续血糖监测市场规模将达到273亿美元，未来几年的年复合增长率将达10.2%。

跨越血糖仪的技术门槛

对于医疗电子市场的玩家来说，血糖仪的市场蛋糕确实诱人，不过想要吃到嘴，在研发时还有绕不过去的几道坎儿。

首先，由于血糖仪属于医疗器械，因此对产品的测量的准确性、精准度，以及可靠性和安全性，都有特殊的要求，需要符合特定的行业规范，这无疑是一个门槛。

其次，作为一个高频使用的医疗设备，血糖仪的便携化和可穿戴化是大势所趋，而小型化设计对于任何一个电子系统来说，都是一个不小的挑战。

同时，便携性更偏爱电池供电，这对血糖仪的低功耗特性也会产生更高的要求。

再有，医疗器械的消费化固然会做大市场蛋糕，但是普通消费者对于成本也更为敏感，因此在产品研发时也必须在成本优化上做足功课。

最后，随着智能化程度原来越高，血糖仪的功能也会越来越丰富——比如无线连接已经成为主流产品的标配——系统也会越来越复杂，开发者需要面对的工作量也会更大。

由上述几个因素不难看出，想要开发出一款商用血糖仪产品，绝非易事。而想要顺利迈过这些技术门槛，一个关键点就是：从产品研发的“上游”、元器件的选型和应用环节就要把好关，选用极可靠的“物料”，构筑好产品的技术基石。

当然，血糖仪市场巨大的商机，元器件制造商也已经觉察到了，因此他们也一直在跟随技术和市场的发展，进行周密的产品布局，以更好地对接开发者的需求。

在这个领域，Murata的技术准备就非常充分，其凭借着丰富的产品组合，已经围绕着血糖仪（也包括CGM产品），打造出了全方位的解决方案。

图2：Murata血糖仪解决方案

（图源：Murata）

本文中，我们将重点推荐Murata的三款面向血糖仪的产品，大家可以看到，这些产品可以很好地契合血糖仪的设计需求，让开发者轻松应对挑战。

蓝牙低功耗模块：创建智能连接

随着血糖仪智能化水平的提升，蓝牙低功耗（BLE）无线连接已经成为产品的标配，它能够将血糖仪与手机、平板电脑、PDA等智能终端连接在一起，传输患者的血糖数据，或者是完成血糖仪的调试、配置和OTA等功能。

根据上文提到的血糖仪的设计要求我们不难看出，小尺寸、低功耗、高品质的连接——这应该是血糖仪产品对于BLE模块的核心要求。Murata的MBN52832蓝牙低功耗5.0模块，就是为此类超低功耗数据通信应用而精心打造的。

图3：MBN52832 BLE 5.0模块

（图源：Murata）

MBN52832 BLE模块将Nordic公司的BLE SoC、射频前端和晶体集成到超小外形中，能够很好的满足血糖仪小型化的设计要求。

模块的核心是Nordic的nRF52832无线SoC，其符合BLE 5.0规范，可提供更高的吞吐量、更大广播容量，以及经过改进的信道共存算法 (SCA)，可提供先进的无线连接特性。该无线SoC内置Arm Cortex-M4内核，集成有64KB RAM和512KB闪存以及丰富的接口，适用于各种物联网应用，可支持血糖仪功能扩展的需求。

该模块提供两种蓝牙天线配置方式：使用板载PCB天线或通过引脚焊盘连接外部天线，这为设计带来了更大的灵活性。MBN52832 BLE模块还获得了SIG认证，以及FCC、IC、ETSI等监管认证，有助于降低系统设计人员的工作量并缩短产品上市时间，使其非常适合于血糖仪等小型电池供电的医疗和保健类应用。

图4：MBN52832 BLE 5.0模块框图

（图源：Murata）

混合型晶振：赋能可靠的智能控制

在电子设备中，晶体谐振器（简称晶振）常被比喻做电子系统的“心脏”，它们为系统的正常工作提供稳定的时钟基准信号。血糖仪作为一款关乎用户健康的医疗设备，可靠而稳定的运行自然也少不了高性能晶振的支持。

考虑到血糖仪应用的特殊性，在晶振选型时，除了精准度这个硬指标，也要综合考虑产品的外形和成本等因素。

Murata的 HCR混合型晶体谐振器，就是适合于血糖仪的紧凑型、高性价比的SMD谐振器。所谓“混合型”是指HCR晶振将石英晶体元件密封在Murata陶瓷谐振器所采用的可靠封装中，两种技术的组合使得该时钟元件可以保有石英级别的精准度（在±10ppm以内），同时与标准石英晶振相比尺寸更小、成本更低，具有独特的优势。

由于采用了通用性高平面构造氧化铝基板结合金属帽的封装构造，HCR系列与采用空穴构造的陶瓷封装的传统晶振相比，制造和材料成本更低，并具有更稳定、更高效的产能，这对于血糖仪产品供应链的降本和优化大有裨益。

图6：HCR SMD晶振独特结构的优势

（图源：Murata）

此外，HCR晶振回流焊后的频率变化小，便于客户进行频率补偿，并支持宽温范围，这使其可以为血糖仪开发提供一个高精度、高可靠性、外形紧凑、成本合理且供货稳定的解决方案，有力地赋能血糖仪的智能控制和连接等需求。

NTC热敏电阻：提供更准确的CGM

如上文所述，目前很有市场热度的CGM血糖仪，主要通过插入皮肤下层的传感器来监测血液中的葡萄糖水平。从原理上看，温度会影响葡萄糖传感器反应速率和酶活性，从而影响测量结果，一般来讲：当温度升高时，酶活性会增加，葡萄糖反应速率会加快，导致葡萄糖传感器显示的葡萄糖水平偏低；反之，温度度降低时，传感器显示的葡萄糖水平会偏高。

因此，为了获得更准确的血糖数据，就需要通过温度传感器（通常是NTC热敏电阻）测量葡萄糖传感器周围的温度，并根据温度的变化对葡萄糖传感器的测量结果进行校正，获得更准确和更可靠的测量数据。

Murata NCU系列NTC热敏电阻，就是CGM血糖仪温度传感器的理想之选，该热敏电阻具有优异的性能（高精度和B常数），以及出色的抗老化稳定性，在任何环境中都能可靠工作。而且，NCU NTC热敏电阻还具有出众的可焊性，兼容流体焊接/回流焊接工艺，十分有利于提高产能和降低综合成本。综合来看， 对于CGM血糖仪这种高可靠性应用，Murata的NCU系列NTC可谓是不二之选。

本文小结

全球糖尿病患者数量的不断增加，让血糖监测成为了一个刚需，也在推高血糖仪的市场需求。而作为一款健康相关的医疗器械，血糖仪与其他消费类的可穿戴产品相比，具有独特的设计需求，也提高了开发的技术门槛。

想要跨越这些技术门槛，需要将高性能、高可靠，同时具有低功耗和成本优势的元器件选入血糖仪的BOM中。本文介绍的三款产品就是其中的代表，而想要挑选到更多品类的理想的元器件产品，Murata的血糖仪整体解决方案一定可以帮到你！

审核编辑：刘清