Puces, logiciels et plateformes évoluent vers la conception d'accessoires intelligents ou implantables.

Pour les professionnels de la santé, un diagnostic et un traitement précis dépendent d'une image claire de l'état de santé d'un individu. Cependant, les prestataires de l'industrie médicale s'appuient sur des tests administrés dans les cabinets médicaux, les cliniques ou les hôpitaux qui fournissent un instantané statique de la dynamique en constante évolution de la santé d'un individu.

Les accessoires intelligents (implants) peuvent répondre directement à ces préoccupations, offrant aux individus et à leurs prestataires médicaux une vision plus claire des tendances en matière de santé que par le passé.

La possibilité d'examiner les données de santé à distance, via des implants, promet des améliorations mesurables dans les soins de santé. Selon la GSMA (Groupe Spéciale Mobile Association), une étude a indiqué que le suivi à distance des patients insuffisants cardiaques chroniques pourrait réduire les réadmissions de 72 %.

implants de nouvelle génération

Alors que les trackers de fitness ont aidé les gens à suivre leur fréquence cardiaque XNUMX heures sur XNUMX pendant des années, une nouvelle vague d'accessoires intelligents plus sophistiqués cherche à offrir des mises à jour continues des données de diagnostic importantes. 

Par exemple, un appareil combine un tensiomètre ambulatoire, un ECG ambulatoire sans fil et un oxymètre de pouls portable dans un seul système de capteur qui transmet sans fil les données aux smartphones via Bluetooth. Le tensiomètre est conçu pour être porté à l'intérieur d'un gilet afin de fournir une surveillance 24 heures sur 2 sans perturber la routine quotidienne normale du porteur. Les électrodes de l'appareil d'électrocardiogramme sont combinées dans une unité légère qui se fixe directement sur la poitrine de l'utilisateur et peut être portée sous les vêtements. De même, l'oxymètre de pouls utilise un capteur du bout du doigt attaché à un bracelet confortable, permettant une mesure de la saturation en oxygène (SpO24) sur XNUMX heures.

Tout en permettant une surveillance de la santé plus sophistiquée, les implants gagnent également en popularité dans le traitement. Par exemple, un autre produit combine le niveau de glycémie intégré avec la surveillance sans fil des injections d'insuline administrées par une petite capsule d'administration d'insuline portable. Contrairement aux systèmes d'injection d'insuline conventionnels, cet appareil peut être utilisé en continu - même en nageant et sous la douche - sans risquer de perturber ou de compromettre un mode de vie actif.

Nouveaux composants

Derrière l'émergence rapide de cette nouvelle génération d'implants de bien-être se cachent des avancées spectaculaires dans un large éventail de technologies, notamment les capteurs, les processeurs ultra-basse consommation, les communications sans fil, les appareils électroniques et les emballages flexibles. 

En fait, l'une des principales avancées de ces dernières années a été la possibilité pour les fabricants d'intégrer des réseaux de capteurs dans les vêtements, permettant le développement d'instruments de diagnostic qui peuvent être portés confortablement et discrètement.

La création d'un produit portable pour les applications médicales, de santé et de fitness présente de nouveaux défis de conception uniques. Les ingénieurs doivent combiner des systèmes de capteurs avancés, des systèmes embarqués à faible consommation et des communications sans fil dans les plus petits boîtiers biocompatibles possibles. 

Dans le même temps, les accessoires portables intelligents tels que les bracelets et autres éléments visibles doivent offrir la forme et le design d'un accessoire de mode attrayant, tout en offrant une longue durée de vie avec une charge peu fréquente.

Pour les concepteurs, le principal défi consiste à répondre aux exigences contradictoires de puissance et de performance. Par conséquent, les microcontrôleurs hautement intégrés à très faible consommation d'énergie sont souvent au cœur des conceptions d'accessoires intelligents.

Une série d'algorithmes sophistiqués sont utilisés pour traiter les données d'un accéléromètre à 3 axes tout en gérant une interface utilisateur à base de LED qui communique sans fil avec une application sur les smartphones, il y a un fabricant qui a sélectionné le MCU Leopard Gecko - un ultra-silicium Laboratories implémentation basse consommation du cœur ARM Cortex-M3. Des fonctionnalités telles que l'interface de capteur à faible consommation d'énergie du Gecko et le système de réflexion périphérique aident à minimiser l'alimentation en permettant au cœur du microcontrôleur de "s'endormir" tout en continuant à collecter des données à partir des capteurs et permettent des opérations périphériques autonomes tout en étant alimenté par une batterie Li-ion CR2032 remplaçable, qui l'utilisateur s'attend à fournir au moins quatre mois d'alimentation.

Intel a conçu son microcontrôleur Quark spécifiquement pour cibler des applications d'accessoires embarquées et intelligentes similaires, où une faible consommation et une petite taille sont plus critiques que les performances brutes. 

Le périphérique Quark initial, le X1000, intègre un cœur 400 bits à 32 MHz avec 512 Ko de SRAM, un contrôleur de mémoire DDR3 et plusieurs options de connectivité. Reconnaissant le besoin croissant de sécurité dans les applications portables, le X1000 comprend une ROM de démarrage sur puce qui fournit une racine matérielle de confiance utilisée pour l'authentification.

 Avec sa carte de développement Edison, Intel propose aux concepteurs d'accessoires intelligents une plate-forme très petite (environ la taille d'une carte SD) qui combine un Quark 400 MHz avec deux cœurs, un stockage flash LPDDR2 et NAND, et une connectivité Wi-Fi et Bluetooth bas débit. .alimentation (BLE). 

Avec l'avènement de composants électroniques et de méthodes de conditionnement plus efficaces, les concepteurs sont néanmoins confrontés à la tâche importante de configurer des composants matériels et logiciels dans des conceptions de systèmes portables pratiques. Pour aider les concepteurs à relever les défis techniques associés aux implants, les fabricants de composants proposent des conceptions de référence, des kits de conception et des cadres de développement. 

Par exemple, la plate-forme de référence d'implants (WaRP) de Freescale Semiconductor vise à être une solution open source entièrement évolutive pour la conception d'accessoires intelligents. 

WaRP combine le processeur d'application i.MX 6SoloLite ARM Cortex-A9, la plate-forme de détection de mouvement intelligente Xtrinsic MMA955xL et le capteur numérique 6 axes FXOS8700CQ avec le logiciel Kinetis et le matériel Revolution Robotics.

Conclusion

Les implants médicaux promettent de répondre aux préoccupations actuelles du secteur de la santé concernant la qualité et l'actualité des statistiques de l'état civil. 

En fournissant un accès immédiat aux résultats de surveillance à long terme, les technologies portables peuvent fournir les données dont les prestataires de soins de santé ont besoin pour diagnostiquer les problèmes de santé plus rapidement et avec plus de précision – et commencer à faire face aux coûts exorbitants du traitement des maladies chroniques et de la douleur. 

Avec l'émergence continue des capteurs les plus avancés, des microcontrôleurs à très faible consommation d'énergie, de l'électronique et des boîtiers flexibles, les implants trouvent des applications pour une utilisation dans les domaines du fitness et de la santé dans les domaines exclusifs des équipements hospitaliers coûteux ou des unités pour la maison. Pour les développeurs, une liste croissante de conceptions de référence et de kits de conception offre un point de départ prêt pour s'aventurer dans des accessoires ou des implants intelligents.

Pour plus d'informations, visitez mouser.com/applications