現代人は比較的豊かな生活を送っていますが、高血圧や糖尿病などの病気も現代人の一般的な病気となっています。ウェアラブル医療機器は、患者の生理状態を監視し、身体の状態を管理するために使用できます。患者の健康を維持し、生活の質を向上させる重要な装置として機能します。これらのウェアラブル医療機器は、小型で軽量である必要があり、高電流と長寿命をサポートするというニーズを満たす必要があるため、高電流ボタン電池はこれらのウェアラブル医療機器にとって最適なパートナーになります。本稿では、村田製作所の新型血糖値測定器の開発と高容量ボタン電池の製品特性について紹介する。
従来の手動血糖値モニタリングプログラムは、利便性、精度、適時性が低いという特徴があります。
経済発展は人々に豊かな生活をもたらすだけでなく、糖尿病などのいくつかの「文明病」ももたらします。これらの病気は現代人の一般的な病気となっています。国際糖尿病連合（IDF）の「2021年版糖尿病アトラス第10版」によると、世界の糖尿病患者数は過去10年間で増加し続け、5億人を超えており、この数は今後もさらに増加すると予想されています。中国の糖尿病患者数は9,000万人から1億4,100万人に増加し、世界の糖尿病患者人口の26%を占めています。したがって、血糖値をどのように監視し管理するかは、人類社会が直面する大きな課題となるでしょう。
従来の手動血糖値モニタリングプログラムは、糖尿病患者にとって非常に不便で、不正確で、タイミングが悪かったです。これまで、糖尿病患者は自宅で主に血糖測定器を使用して指先から定期的に血液を採取し、毛細血管の血糖値を検査していました。血糖値が医師の推奨値を超えた場合、患者は血糖値をコントロールするために手動でインスリンを注射する必要があります。この古い方法は「不便」かつ「不正確」でした。人体の血糖値は1日のうちに頻繁かつ大幅に変化し、個々の時点での定期的な血糖値検査では実際の血糖値を正確に反映できないためです。さらに、手動でのインスリン注射量の精度を制御することは困難です。このような欠点があるため、インスリンを補充できたとしても、患者は食事を厳しく管理しなければならず、生活の質は向上していない。
人工膵臓が糖尿病患者の生活の質を改善
現在、技術の発展により、科学者や技術エンジニアは、インテリジェントなウェアラブル「人工膵臓」デバイスを開発しました。この持続血糖モニタリング（CGM）装置は「人工膵臓」とも呼ばれ、CGMの感知プローブを皮膚の下に埋め込むことで機能します。このセンシングプローブは、人体の血糖値をリアルタイムで自動的に検出し、そのデータをワイヤレスネットワーク経由でコンピューティングユニット（専用のPDAまたは携帯電話のアプリ）に送信できます。必要なインスリン量を計算した後、コンピューティングユニットはインテリジェント インスリン ポンプに指示を送信します。インスリンポンプが起動し、必要な量のインスリンをリアルタイムで正確に患者の体内に注入します。これにより、患者の血糖値をリアルタイムで動的に維持することができます。医療クラウドプラットフォームにデータをアップロードすることで、関係する医療機関や主治医はいつでも患者の血糖値の状態を把握し、タイムリーに医療アドバイスや計画を提供することができます。このプロセス全体は患者の介入を必要とせず、血糖値の「便利で正確な」制御を実現します。「人工膵臓」を装着した状態でも、患者は普通の人と同じように食事や遊びができるため、生活の質が向上します。
医療向けインテリジェントウェアラブルデバイスの目標は、完全な自動化、高精度、適時性を実現することです。したがって、バッテリーに対する要件は高くなります。民生用電子製品と比較すると、医療用電子製品には完全な機能と高い精度が求められます。製品の電源要件に関しては、無線通信や油圧ポンプモーター駆動などの機能も要求される複雑な環境において、医療用電子製品が電力の瞬間的な変動に耐えられるように、バッテリーの放電性能が十分に高くなければなりません。さらに、ウェアラブルデバイスに対する信頼性、安定性、安全性に対する要求が高まっているため、デバイス内のバッテリーは安全である必要があり、バッテリーは十分に薄くなければなりません。一方、インテリジェント ウェアラブル デバイスのバッテリーに対する従来の要件である軽量性と薄さにより、バッテリーの仕様に対する要件がさらに厳しくなります。
高電流ボタン電池 ウェアラブル医療機器の要件を満たすことができます
村田製作所は20年前にウェアラブルデバイスを発売して以来、大きな市場を築き上げてきました。2021年には出荷量が5億台に迫る。音声処理、生体認証、音声補助技術、ワイヤレス接続、電源管理の発展により、次世代ヒアラブルデバイス（インテリジェントなインイヤーデバイス）は大幅に成長するでしょう。しかし、ヒアラブルデバイスの設計と開発には一連の課題が存在します。
ウェアラブルデバイス市場は、小型化と効率化、安全性と信頼性、データ伝送などの課題に直面しています。これらの機能には高電流ボタン電池が必要であり、ヒアラブルデバイス、スマートウォッチ、ARグラス/VRヘルメット、医療機器などの製品に適用できます。
村田製作所が開発したSR/LRシリーズの高電流ボタンセルは、高電流負荷に耐え、通信、照明、カメラ、機械駆動などの機能を提供するデバイスに最適です。SR/LRシリーズの高ドレイン ボタン セルの最大パルス放電電流は、標準ボタン セルの約3倍です。電圧が1.2V以上の場合、23℃で出力電流を安定して供給できます。°したがって、高電流ボタンセルは、電流ピークに達する必要があるデバイスにも使用できます。
これらの小型で薄型の高電流ボタン電池は、ウェアラブル デバイスの小型化要件を満たします。ムラタの特殊シール材で加工・密封された高容量ボタンセルは、優れた耐漏液性を実現しています。高電流負荷、小型フォームファクタ、薄型、高安全性などの特性を持つ高ドレインボタンセルは、小型化、高性能、高信頼性が求められるデバイスに適用されます。医療分野では、高電流ボタン電池は、薬物送達システム、カプセル内視鏡、インスリンポンプおよびペン、持続血糖モニターなどの製品に応用できます。また、モノのインターネット (IoT)、レーザーペン、オーディオプロセッサにも使用できます。
医療向け高容量ボタン電池
村田製作所の日本製SR/LRシリーズ高電流ボタン電池は、SRシリーズ酸化銀電池とLRシリーズアルカリマンガン電池で構成されています。これらは医療分野向けであり、高電流、高安全性、水銀フリー、小型フォームファクタ、軽量、薄型を特徴としています。
従来の標準ボタン電池と比較して、SR/LRシリーズの高放電ボタン電池は、より高い電流を放電できます。SR/LRシリーズの高ドレイン ボタン セルの最大パルス放電電流は、標準ボタン セルの約3倍です。電圧が1.2V以上の場合、23℃で出力電流を安定して供給できます。°DOD 0% および23°Cでは、高ドレイン ボタン セルは、電圧が1.2Vを超えると、100 msの最大パルス放電電流を提供できます。これにより、高電力消費ボタン電池は、血糖値モニターやインスリンポンプのワイヤレスモジュールやモーターの瞬間電力に耐えることができます。
さらに、SR/LRシリーズの高放電ボタンセルは、従来の標準ボタンセルよりも長い放電電流を提供できます。放電プロセス全体を通じて、高放電ボタンセルの電圧と電力がより充実し、ウェアラブルデバイスの動作がより安定し、ユーザー満足度が向上します。
安全技術の面では、村田製作所の高容量ボタン電池には水銀などの有害物質が含まれていません。医療材料の安全要件を満たすことができます。独自の「J字型ガスケット」設計により、ムラタの高容量ボタン電池は優れた耐漏液性を発揮し、長期間の使用や保管後も電池の信頼性、安全性、耐久性を保証します。
村田製作所は、ボタン電池の応用経験と医療機器分野における多数の成功事例を長年蓄積してきました。村田製作所のボタン電池を搭載した医療機器は、国内外の厳しい医療機器認証に合格することができます。村田製作所のボタン電池は、「人工膵臓」における持続血糖値モニターやインテリジェントインスリンポンプのほか、「カプセル胃カメラ」（消化管画像検出）や「振動カプセル」（便秘の理学療法）などの先進医療機器にも応用されています。
Murata SR/LRシリーズ高電流ボタン電池の仕様は次のとおりです。
SR927R: 公称容量: 45 mAh、直径: 9.5 mm、高さ: 2.7 mm、重量: 0.70 g、定格電圧: 1.55 V、IEC (JIS) SR57仕様に準拠
SR44RおよびLR44R: 公称容量: 150 mAh、直径: 11.6 mm、高さ: 5.4 mm、重量: 2.2 g (SR44R) および2.0 g (LR44R)、定格電圧: 1.55 V (SR44R) および1.50 V (LR44R)。IEC（JIS）SR44（SR44R）およびLR44（LR44R）仕様に準拠しています
これら3つの製品の動作温度範囲は、-10°℃～60°℃です。
結論
ウェアラブル医療機器は、慢性疾患患者の生理学的特徴をいつでも監視し、適時に投薬や警告を与えることができるため、治療の効果と患者の生活の質が向上します。それらのアプリケーション市場は非常に広大です。村田製作所の日本製SR/LRシリーズ高容量ボタン電池は、高電流、高安全性、無水銀フリー、小型・軽量・薄型を特徴とし、ウェアラブル医療機器のベストパートナーです。