Современные SoC кардинально меняют дизайн медицинских IoT

В сфере медицины и фармацевтики Интернет вещей (IoT) может радикально изменить то, как медицинские устройства обслуживают врачей, медсестер и больницы, а также улучшить качество жизни и медицинское обслуживание пациентов. И только недавно достижения в области проектирования систем на кристалле (SoC) позволили инженерам и дизайнерам наконец-то взломать код подключенных медицинских устройств.

Некоторые из этих достижений в дизайне SoC включают новые интегральные схемы, которые одновременно уменьшают потребляемую мощность, уменьшают пространство на плате, необходимое для компонентов, и снижают стоимость компонентов. Добавление одноразовых батарей к медицинским устройствам IoT стало еще одним крупным шагом вперед, необходимым для интеграции компонентов и экономии места, а также для решения проблемы безопасной утилизации самих медицинских устройств. Обе эти разработки сделали разработку подключенных медицинских устройств более осуществимой с точки зрения спецификации материалов (BOM), энергопотребления и производственной логистики.

Изображение:Pixabay

Как подключенные медицинские устройства улучшают результаты лечения пациентов

Интернет вещей уже создает новые возможности для медицинских устройств, чтобы лучше обслуживать врачей и пациентов, добавляя возможность подключения к устройствам, которые традиционно не работают.

Посмотрите на подключенные глюкометры. Пациенты носят их как пластырь:игла под кожей измеряет уровень сахара в крови, а затем передает эту информацию в приложение на смартфоне пользователя. Это не только безболезненная, более продолжительная альтернатива для диабетиков, которым больше не нужно постоянно указывать пальцами на кровь, но также предоставляет новый удобный способ сбора и хранения данных об уровне глюкозы у пациентов в реальном времени. доступны на их телефонах для удобного использования позже.

Умные ингаляторы - еще одно инновационное приложение для подключения медицинских устройств. При использовании традиционных ингаляторов пациентам с астмой рекомендуется подождать около 30-60 секунд между затяжками, чтобы лекарство стало наиболее эффективным. Но исследование, опубликованное ранее в этом году обнаружили, что 84% пациентов не ждали 30 секунд (минимальное рекомендованное время) между вдохами.

Фактически, 54% даже не подождали 15 секунд. Когда пациенты неправильно используют ингалятор, они не получают правильную дозировку лекарства. Следовательно, устройства не так эффективны, как могли бы и должны быть. И, конечно же, пациент понятия не имеет, что он неправильно использует ингалятор, потому что врач не может дать такой отзыв.

Добавление возможности подключения к ингалятору напрямую решает эту проблему. Интеллектуальные ингаляторы измеряют использование устройства в режиме реального времени, давая пациентам немедленную обратную связь об эффективности их ингаляций, дозировке, которую они получают, как часто они получают ее, и т. Д. Это полезная информация для пациентов, потому что она дает им напоминания о том, когда и как использовать ингаляторы, чтобы получить полный эффект. Но это также полезно для фармацевтических компаний. Вместо того, чтобы оценивать эффективность своих устройств, полагаясь на анкеты пользователей (которые часто заполняются пациентами на основании того, как они думают, что они используют ингалятор, а не их фактического поведения), компании получают немедленные и точные данные о поведении пользователей и можно отрегулировать по мере необходимости.

Измерители артериального давления (АД) - еще один пример медицинских устройств, которые были улучшены, сделав их умнее. Обычно, если вам нужно измерить артериальное давление, это делается в кабинете врача. Но для многих пациентов поход к врачу - стрессовое время. Простое пребывание в кабинете врача или больнице может поднять показатель АД человека выше, чем обычно, что приведет к неточному показателю. Использование подключенного измерителя артериального давления дома может помочь обеспечить более типичные показания АД в состоянии покоя, которые затем передаются в облако для доступа в кабинет врача. Это более качественная информация как для врача, так и для пациента, позволяющая делать более точные диагнозы и рецепты.

Если у этих и других подключенных медицинских устройств есть общая черта, например, пластыри для непрерывных термометров или интеллектуальные устройства для инъекций, то она такова:чем больше данных, тем лучше качество ухода за пациентами. Умные медицинские устройства позволяют фармацевтическим и медицинским компаниям создавать огромные базы данных, которые собирают высококачественные отзывы пациентов в режиме реального времени обо всем, от эффективности лекарств до дисциплинированности их использования. В эту базу данных поступает информация о поведении пользователей в режиме реального времени, предоставляемая подключенными устройствами, что, в свою очередь, дает врачам более точную информацию о том, как лечить своих пациентов, и дает им возможность вносить коррективы в свои собственные планы лечения (например, сообщая им, если они не принимают достаточную дозу из ингалятора или принимают ее недостаточно регулярно).

Преодоление проблем дизайна

Хотя возможность подключения к Интернету и интеллектуальные медицинские устройства меняют правила игры для пациентов и врачей, это относительно недавняя тенденция. В течение многих лет инженеров по медицинскому оборудованию сдерживал ряд запретительных факторов.

Стоимость, как обычно, является одной из больших проблем. Спецификация материалов как для SoC, так и для внешних компонентов, необходимых для разработки интеллектуального измерителя артериального давления или интеллектуального ингалятора, была серьезным препятствием для инженеров, пытающихся обеспечить значимые возможности подключения для этих приложений.

Потребляемая мощность и срок годности также были серьезными препятствиями при проектировании. Медицинские устройства часто имеют длительный срок хранения - от 18 месяцев до четырех лет. Это долгое время для использования, и если SoC не потребляет энергию эффективно, она просто не сможет удовлетворить потребности пользователей. Что хорошего в умном глюкометре для людей, страдающих диабетом, если батарея разряжается не дольше нескольких месяцев?

Только решив проблемы стоимости и занимаемой площади, инженеры могут расширить охват и доступность подключенных медицинских устройств. Один путь вперед - это интеграция серебряно-оксидных батарей в конструкцию микросхемы. Их небольшой и тонкий дизайн упрощает их интеграцию в микросхему. Их малая емкость в сочетании с преобразователем постоянного / постоянного тока снижает напряжение и гарантирует, что емкость аккумулятора будет работать в течение периода от 18 месяцев до четырех лет с запасом заряда. Их одноразовый характер означает, что пациенты могут безопасно выбросить свои ингаляторы или инъекторы, включая батарею, после использования. А их доступность помогает снизить общие затраты на спецификацию устройства.

Кардинальное изменение для медицинских устройств и Интернета вещей

Хотя индустрия медицинского оборудования, возможно, не известна своими быстрыми циклами обзора, трудно не заметить, как быстро земля меняется под ногами этих инженеров. Мы все еще находимся на ранних этапах развития интеллектуальных подключенных медицинских устройств, но план действий ясен:новые решения SoC, которые оптимизируют интеграцию компонентов, снижают затраты на спецификации и вдвое сокращают энергопотребление - в сочетании с бурным ростом облачных хранилищ и больших данных. - создали более плодородный, чем когда-либо, рынок для умных медицинских устройств, чтобы они могли распространяться и предоставлять пациентам обратную связь в режиме реального времени об эффективности лекарств и помогать улучшить общее качество жизни.

—Адри Ван Мейерен (Adrie Van Meijeren) - менеджер группы по маркетингу продукции в Dialog Semiconductor по подключению с низким энергопотреблением.