SoC canggih membawa perubahan besar dalam desain IoT medis
Di bidang medis dan farmasi, Internet of Things (IoT) memiliki potensi untuk secara radikal membentuk kembali cara perangkat medis melayani dokter, perawat, dan rumah sakit serta meningkatkan kualitas hidup dan perawatan medis bagi pasien. Dan baru-baru ini kemajuan dalam desain system-on-chip (SoC) telah memberdayakan para insinyur dan desainer untuk akhirnya memecahkan kode pada perangkat medis yang terhubung.
Beberapa kemajuan dalam desain SoC termasuk sirkuit terintegrasi baru yang secara bersamaan mengurangi jejak daya, mengecilkan jumlah ruang papan yang dibutuhkan untuk komponen, dan menurunkan biaya komponen. Penambahan baterai sekali pakai ke perangkat medis IoT telah menjadi lompatan besar lainnya, yang diperlukan untuk integrasi komponen dan alasan tapak serta mengatasi keamanan sekali pakai perangkat medis itu sendiri. Kedua perkembangan ini telah membuat rekayasa perangkat medis yang terhubung menjadi lebih layak dalam hal tagihan bahan (BOM), konsumsi daya, dan logistik manufaktur.
Gambar:Pixabay
Bagaimana perangkat medis yang terhubung meningkatkan hasil bagi pasien
IoT telah menciptakan peluang baru bagi perangkat medis untuk melayani dokter dan pasien dengan lebih baik dengan menambahkan konektivitas ke perangkat offline tradisional.
Lihatlah meteran glukosa yang terhubung. Pasien memakai ini seperti tambalan, dengan jarum di bawah kulit mengukur gula darah dan kemudian mengirimkan informasi itu ke aplikasi di smartphone pengguna. Ini tidak hanya merupakan alternatif yang bebas rasa sakit dan tahan lama bagi penderita diabetes yang tidak lagi perlu terus-menerus menusuk jari mereka untuk mencari darah, tetapi juga menyediakan cara baru untuk mengumpulkan dan menyimpan data tentang kadar glukosa pasien secara real time, dibuat dengan nyaman. dapat diakses di ponsel mereka untuk referensi mudah nanti.
Inhaler pintar adalah aplikasi konektivitas inovatif lainnya dalam perangkat medis. Dengan inhaler tradisional, pasien asma diinstruksikan untuk menunggu sekitar 30-60 detik di antara isapan agar obat menjadi paling efektif. Tapi sebuah penelitian yang diterbitkan awal tahun ini menemukan bahwa 84% pasien tidak menunggu 30 detik (waktu minimum yang disarankan) di antara inhalasi.
Faktanya, 54% bahkan tidak menunggu 15 detik. Ketika pasien tidak menggunakan inhaler dengan benar, mereka tidak menerima dosis obat yang tepat. Akibatnya, perangkat tidak seefektif dan seharusnya. Dan, tentu saja, pasien tidak tahu bahwa mereka tidak menggunakan inhaler dengan benar karena dokter tidak ada di sana untuk memberikan masukan tersebut.
Menambahkan konektivitas ke inhaler mengatasi masalah ini secara langsung. Inhaler pintar mengukur penggunaan perangkat secara real-time, memberikan umpan balik langsung kepada pasien tentang efektivitas inhalasi mereka, dosis yang mereka terima, seberapa sering mereka menerimanya, dan seterusnya. Itu informasi yang berguna bagi pasien karena memberi mereka pengingat saat ini tentang kapan dan bagaimana menggunakan inhaler mereka untuk mendapatkan efek penuh. Tapi itu juga berguna untuk perusahaan farmasi. Alih-alih mengukur seberapa efektif perangkat mereka dengan mengandalkan kuesioner pengguna (yang sering diisi oleh pasien berdasarkan bagaimana mereka pikir mereka menggunakan inhaler daripada perilaku mereka yang sebenarnya), perusahaan mendapatkan data langsung dan akurat tentang perilaku pengguna dan dapat menyesuaikan sesuai kebutuhan.
Pengukur tekanan darah (BP) adalah contoh lain dari perangkat medis yang telah ditingkatkan dengan membuatnya lebih pintar. Biasanya, jika Anda perlu mengukur tekanan darah, Anda harus melakukannya di kantor dokter. Tetapi bagi banyak pasien, perjalanan ke kantor dokter adalah saat yang menegangkan. Hanya berada di kantor dokter atau rumah sakit dapat meningkatkan pembacaan BP seseorang lebih tinggi dari biasanya, menghasilkan angka yang tidak akurat. Menggunakan pengukur tekanan darah yang terhubung di rumah dapat membantu memastikan pembacaan tekanan darah saat istirahat yang lebih umum, yang kemudian ditransmisikan ke cloud untuk diakses oleh kantor dokter. Itu adalah informasi berkualitas lebih tinggi untuk dokter dan pasien, yang mengarah ke diagnosis dan resep yang lebih akurat.
Jika ada benang merah untuk ini dan aplikasi perangkat medis lain yang terhubung, seperti patch termometer berkelanjutan atau perangkat injeksi pintar, ini dia:Data yang lebih banyak dan lebih baik meningkatkan perawatan pasien. Perangkat medis pintar memberdayakan perusahaan farmasi dan medis untuk membangun basis data besar yang mengumpulkan umpan balik pasien real-time berkualitas tinggi tentang segala hal mulai dari efektivitas obat hingga seberapa disiplin penggunaan pasien. Basis data tersebut diisi oleh informasi perilaku pengguna real-time yang disediakan oleh perangkat yang terhubung, yang, pada gilirannya, memberikan wawasan yang lebih akurat kepada dokter tentang cara merawat pasien mereka dan memberdayakan pasien tersebut untuk membuat penyesuaian terhadap rencana perawatan mereka sendiri (misalnya, memberi tahu mereka jika mereka tidak mengambil cukup dosis yang dimaksudkan dari inhaler atau tidak meminumnya secara teratur).
Mengatasi tantangan desain
Sementara konektivitas dan perangkat medis pintar adalah pengubah permainan bagi pasien dan dokter, mereka adalah tren yang relatif baru. Selama bertahun-tahun, insinyur perangkat medis telah dibatasi oleh sejumlah faktor penghalang.
Biaya, seperti biasa, adalah salah satu tantangan besar. Tagihan bahan, baik untuk SoC dan komponen eksternal yang diperlukan untuk merancang pengukur tekanan darah pintar atau inhaler pintar, telah menjadi penghalang utama bagi para insinyur yang mencoba menghadirkan konektivitas yang berarti untuk aplikasi ini.
Konsumsi daya dan umur simpan juga menjadi hambatan desain utama. Perangkat medis sering memiliki umur simpan yang lama, antara 18 bulan hingga empat tahun. Itu waktu yang lama untuk digunakan, dan jika SoC tidak mengonsumsi daya secara efisien, SoC tidak akan mampu memenuhi kebutuhan pengguna. Apa gunanya pengukur glukosa pintar bagi penderita diabetes jika baterai tidak dapat bertahan lebih dari beberapa bulan sebelum habis?
Hanya dengan mengatasi masalah biaya dan jejak, para insinyur dapat memperluas jangkauan dan ketersediaan perangkat medis yang terhubung. Mengintegrasikan baterai oksida perak sebagai bagian dari desain chip adalah salah satu jalan ke depan. Desainnya yang kecil dan tipis membuatnya lebih mudah untuk diintegrasikan ke dalam chip. Kapasitasnya yang rendah, bila digabungkan dengan konverter DC/DC, akan mengurangi tegangan dan memastikan bahwa kapasitas baterai mampu berjalan selama periode 18 bulan hingga empat tahun, dengan sisa tenaga. Sifatnya yang sekali pakai berarti pasien dapat dengan aman membuang inhaler atau injektor mereka, termasuk baterai, setelah digunakan. Dan keterjangkauannya juga membantu mengurangi biaya BOM secara keseluruhan untuk perangkat.
Perubahan besar untuk perangkat medis dan IoT
Meskipun industri perangkat medis mungkin tidak dikenal karena siklus peninjauannya yang cepat, sulit untuk tidak melihat seberapa cepat tanah bergeser di bawah kaki para insinyur ini. Kami masih dalam tahap awal untuk perangkat medis yang terhubung dan cerdas, tetapi peta jalannya jelas:Solusi SoC baru yang mengoptimalkan integrasi komponen, menurunkan biaya BOM, dan memangkas konsumsi daya hingga setengahnya — ditambah dengan ledakan penyimpanan cloud dan data besar — telah menciptakan pasar yang lebih subur dari sebelumnya bagi perangkat medis pintar untuk lepas landas dan memberikan umpan balik waktu nyata kepada pasien tentang keefektifan pengobatan dan untuk membantu meningkatkan kualitas hidup secara keseluruhan.
—Adrie Van Meijeren adalah manajer grup pemasaran produk untuk konektivitas berdaya rendah di Dialog Semiconductor.
