Autores: Kevin Fu, China Regional Marketing lead, Connectivity, Renesas y Rossella Guiot, Central Marketing manager, Connectivity, Renesas
La diabetes mellitus, que afecta a más del 10 % de la población mundial (fuente: Federación Internacional de Diabetes), presenta importantes riesgos para la salud debido a su amplia gama de complicaciones y a la ausencia de una cura sencilla.
La monitorización continua de glucosa (MCG) ha demostrado ser un cambio radical para los pacientes, mejorando su calidad de vida al permitirles tomar decisiones informadas sobre sus rutinas diarias.
La MCG mide la concentración de glucosa en los líquidos intersticiales de la piel (fig. 1). Por lo tanto, es menos invasiva que la medición de la sangre y puede llevarse cómodamente sobre la piel del paciente durante varios días.
Figura 1. Imagen de DiabetesWise.org. La imagen describe las capas de la piel sobre los vasos sanguíneos y muestra cómo la información fiable sobre la glucosa reside en el líquido intersticial, más allá de la sangre.
Los datos recopilados por los sistemas de MCG cada pocos minutos pueden transmitirse a un lector médico o a un teléfono inteligente y luego compartirse con centros de salud para que los profesionales los registren y analicen. Además, el flujo continuo de datos de los pacientes conectados impulsa el desarrollo de modelos predictivos avanzados basados en IA para una gestión más eficaz de la diabetes y para fines de investigación.
La investigación en tecnología de MCG se centra en el desarrollo de soluciones más precisas, seguras, miniaturizadas, duraderas y rentables. El objetivo es garantizar la accesibilidad a largo plazo y un uso generalizado, donde la electrónica desempeña un papel fundamental para superar estos desafíos.
La mayoría de los sistemas comerciales de MCG utilizan sensores amperométricos electroquímicos que se colocan en la piel del paciente. Estos sensores miden una pequeña corriente proporcional a la concentración de glucosa, que luego es procesada por un circuito de interfaz analógica (AFE) y convertida en una señal digital. Esta señal es procesada por un microcontrolador (MCU) y transmitida mediante Bluetooth de baja energía (BLE) a un lector médico. El sistema se alimenta mediante una batería de botón desechable.
Un diseño de referencia reciente, desarrollado por Renesas Electronics Corporation y Xmoore Microelectronics, presenta algunos de los últimos avances en tecnología de MCG. El diseño presenta un sistema compacto y eficiente que incluye un AFE, un SoC BLE y una pequeña memoria flash externa para el almacenamiento de datos. El SoC BLE no solo procesa los datos de glucosa, sino que también los transmite de forma inalámbrica a un lector médico o un teléfono inteligente, lo que hace que el sistema sea muy práctico tanto para pacientes como para profesionales sanitarios.
Como se muestra en la Fig. 2, el diseño de referencia presenta una solución ultracompacta donde tanto el SoC BLE como el AFE se alimentan mediante una celda de óxido de plata de 1,5 V sin necesidad de un amplificador de CC externo, lo que supone una mejora significativa en términos de tamaño y eficiencia energética. Todo el sistema cabe en un espacio de tan solo 18 mm, incluida la batería, lo que permite a los fabricantes de MCG crear parches cutáneos más pequeños y delgados que los disponibles actualmente en el mercado. Esta miniaturización reduce el volumen y la incomodidad que suelen asociarse con los dispositivos de MCG tradicionales, lo que mejora la comodidad del paciente y fomenta una mejor adherencia a los protocolos de monitorización de glucosa. Además, el uso de una batería comercial de bajo voltaje contribuye a reducir el coste total del dispositivo.
Figura 2. El diseño de referencia incorpora un Front-End Analógico (AFE) desarrollado por Xmoore y un Sistema en Chip (SoC) Bluetooth® suministrado por Renesas Electronics.
Esta solución rentable y compacta, como también se muestra en la Fig. 3, hace que el diseño de referencia sea altamente competitivo en el mercado. El formato más pequeño, junto con la eficiencia energética tanto del SoC BLE como del AFE, garantiza que el sistema de MCG siga siendo asequible sin comprometer la funcionalidad ni el rendimiento. Esta rentabilidad es especialmente importante para que la monitorización continua de glucosa sea más accesible a un segmento más amplio de la población, especialmente en regiones donde la cobertura de seguros puede ser limitada o donde los pacientes enfrentan barreras financieras para obtener dispositivos médicos costosos.
Figura 3. El sistema funciona con una batería estándar de 1,5 V y puede integrarse en un parche compacto de 18 mm, equivalente a una moneda de diez centavos de dólar estadounidense
El sistema funciona con una batería estándar de 1,5 V y puede integrarse en un parche compacto de 18 mm, equivalente a una moneda de diez centavos de dólar estadounidense.
Al mejorar la accesibilidad a las herramientas para el control de la diabetes, esta tecnología puede desempeñar un papel fundamental en la reducción de las complicaciones de salud a largo plazo asociadas con la diabetes. A medida que más pacientes accedan a sistemas de MCG fiables y rentables, la carga de problemas de salud relacionados con la diabetes podría reducirse significativamente, lo que se traducirá en mejores resultados de salud y una mejor calidad de vida para millones de personas en todo el mundo.
En conclusión, el nuevo diseño de referencia de MCG de Renesas Electronics y Xmoore Microelectronics ofrece un avance emocionante en el cuidado de la diabetes. La combinación de miniaturización, eficiencia energética y ahorro de costes lo convierte en una solución altamente competitiva en el mercado. Al brindar mayor comodidad a los pacientes y reducir los costos generales, este diseño de referencia tiene el potencial de ampliar el acceso a herramientas transformadoras para el manejo de la diabetes, mejorando así la prevención y el manejo de la diabetes mellitus a nivel mundial.
Los sistemas en chip Bluetooth® de ultra bajo consumo Renesas DA14531 incorporan un transceptor de 2,4 GHz y un microcontrolador Arm® Cortex®-M0+, y se presentan en un encapsulado compacto de 3,0 mm x 2,2 mm. Su configuración prolonga la autonomía de la batería, ya que permite un funcionamiento continuo incluso en el ciclo de descarga de una batería de 1,5 V, cuando su voltaje de salida ha caído por debajo de su valor nominal. El DA14535 también es una opción cuando se necesita mayor memoria RAM.
XMOORE AFE XMB1000 funciona con sensores electroquímicos de 2 a 4 terminales e integra un sensor de temperatura de 0 °C a 50 °C. El dispositivo puede funcionar con un voltaje de suministro tan bajo como 1 V sin pérdida de rendimiento y está alojado en un paquete BGA de paso de 2,0 mm x 2,0 mm con componentes pasivos muy limitados.
