شهد العام الماضي أن وضع جائحة كوفيد-19 مستقبل الرعاية الصحية والرعاية الصحية التكنلوجيا على وجه التحديد، تحت المجهر.

تقود الطريق إلى هذا المستقبل الصحة المتصلة ، والتي تتطلع إلى تفريغ نظام الرعاية الصحية من خلال اتصال إنترنت الأشياء (IoT) ، والذي أصبح ممكنًا بفضل الابتكارات الجديدة مثل أجهزة Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE).

سواء كان مقياس حرارة ذكيًا يقوم تلقائيًا بإرجاع البيانات إلى سحابة المستشفى ، أو أجهزة قياس ضغط الدم المتصلة التي تقيس قراءات ضغط الدم على مدى فترة زمنية أطول ، فإن فوائد BLE تجعل هذه التطبيقات قابلة للتطبيق بفضل مجموعة من متطلبات الطاقة المنخفضة والبطاريات التي يمكن التخلص منها والقدرة على تحمل التكاليف وصغر حجم الحل والأمان المدمج واتصال إنترنت الأشياء الشامل.

بدأت إنترنت الأشياء بالفعل في خلق فرص جديدة للأجهزة الطبية لمساعدة الأطباء على تحسين رعاية المرضى ، ومع الابتكارات الجديدة مثل BLE ، تتحسن هذه الأجهزة بشكل كبير.

خذ على سبيل المثال الأجهزة القابلة للارتداء ، مثل مقياس ضغط الدم بنمط معصم اليد. الأجهزة القابلة للارتداء والصحة المتصلة يسيران جنبًا إلى جنب. اليوم ، إذا كنت بحاجة إلى قياس ضغط الدم ، فعادة ما تقوم به في عيادة الطبيب. لكن بالنسبة للعديد من المرضى ، فإن الرحلة إلى عيادة الطبيب ، بغض النظر عن السبب ، ليست وقتًا مريحًا وخاليًا من الرعاية. قد يؤدي الضغط الناتج عن التواجد في عيادة الطبيب وحده إلى رفع قراءة ضغط دم المريض أعلى من المعتاد ، مما يؤدي إلى أرقام غير دقيقة.

بمساعدة BLE عبر وحدة التحكم في عقدة المستشعر ، يمكن للمرضى استخدام مقياس ضغط الدم المتصل في المنزل ، مما يساعد على ضمان قراءة ضغط الدم بشكل أكثر راحة ، والتي يتم نقلها مباشرة إلى السحابة للوصول إلى مكتب طبيبك. هذه معلومات عالية الجودة لكل من الطبيب والمريض ، مما يؤدي إلى تشخيصات ووصفات طبية أكثر دقة.

مرضى السكري هم مجموعة أخرى من المرضى يمكنهم الاستفادة من الابتكارات في BLE. هناك اتجاه واضح بعيدًا عن أجهزة مراقبة الجلوكوز في الدم التقليدية نحو بقع مقياس الجلوكوز ، والتي لا تتطلب من المرضى وخز أصابعهم. بدلاً من ذلك ، تستخدم أجهزة الحقن مثل أقلام الأنسولين BLE لإرسال بيانات الجرعة والطابع الزمني ، بجانب مستويات الجلوكوز المراقبة من اللصقات ، تلقائيًا إلى تطبيق الهاتف الذكي للمراقبة الذاتية ومكتب الطبيب أو المستشفى ، مما يضمن أن مقدمي الرعاية الصحية على اطلاع دائم أي تغييرات تحدث في الوقت الفعلي. لا يعد هذا بديلاً خالٍ من الألم وطويل الأمد فحسب ، بل إنه أيضًا طريقة جديدة لجمع وتخزين البيانات حول مستويات الجلوكوز لدى المرضى في الوقت الفعلي ، والتي يمكن الوصول إليها بسهولة على هواتفهم للرجوع إليها بسهولة لاحقًا.

أجهزة الاستنشاق الذكية هي مثال آخر على كيفية قيام اتصال BLE و IoT بتحسين الأجهزة الطبية. تتطلب أجهزة الاستنشاق التقليدية من مرضى الربو الانتظار حوالي 30-60 ثانية بين النفخات حتى يدخل الدواء حيز التنفيذ. لكن الدراسات وجدت أن 84٪ من المرضى لم ينتظروا 30 ثانية (الحد الأدنى للوقت الموصى به) بين الاستنشاق. غالبية المرضى (54٪) لم ينتظروا حتى 15 ثانية بين النفث ، مما يعني أنهم على الأرجح لا يتلقون جرعاتهم المناسبة من الأدوية.

ونتيجة لذلك ، فإن أجهزة الاستنشاق ليست فعالة بالقدر المطلوب ، وليس لدى المريض أي فكرة لأنه ليس لديه طبيب في متناول اليد لتقديم ملاحظات فورية. بمساعدة BLE ، يمكن لأجهزة الاستنشاق الذكية معالجة هذه المشكلة ، وقياس استخدام الجهاز في الوقت الفعلي وتقديم ملاحظات حول فعالية استنشاق المريض والجرعة التي يتلقونها ومدى تكرار تلقيها.

إذا كان هناك موضوع أساسي يربط بين الأجهزة مثل الأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة مراقبة الجلوكوز الذكية وأجهزة الاستنشاق ، فهذا يعني أنه يمكن تحسينها جميعًا من خلال تطبيق BLE. خلقت أجهزة BLE المزودة باتصال إنترنت الأشياء الفرصة للمراقبة الذاتية عن بُعد ، مما يسمح للمرضى ومقدمي الرعاية لهم بمراقبة صحتهم وإدارة الظروف في المنزل.

تاريخياً ، واجه مهندسو الأجهزة الطبية المتصلين تحديات بسبب عدد من العوامل ، مثل التكلفة وتوافر الطاقة.

على سبيل المثال ، كانت قائمة المواد ، لكل من SoC والمكونات الخارجية اللازمة لتصميم مقياس ضغط الدم الذكي أو جهاز الاستنشاق الذكي ، بمثابة عقبة رئيسية أمام المهندسين الذين يحاولون تقديم اتصال مفيد لهذه التطبيقات.

وفي الوقت نفسه ، كان استهلاك الطاقة ومدة الصلاحية أيضًا عقبات رئيسية في التصميم.

غالبًا ما تتمتع الأجهزة الطبية بعمر افتراضي طويل ، يدوم في أي مكان بين 18 شهرًا وأربع سنوات. إذا كانت SoC لا تستهلك الطاقة بكفاءة ، فلن تتمكن ببساطة من مواكبة احتياجات المستخدم.

مواجهة هذه التحديات

للتغلب على هذه التحديات، في نوفمبر 2019، قدمت Dialog DA14531. باعتبارها أصغر أجهزة Bluetooth 5.1 SoC وأكثرها كفاءة في استخدام الطاقة في العالم، فإن DA14531 SoC وDA14531 وحدة تم تصميمها خصيصًا لتبسيط تطوير منتجات Bluetooth وتمكين اعتمادها على نطاق أوسع في صناعات مثل الرعاية الصحية.

تعمل الشريحة ، المعروفة أيضًا باسم SmartBond TINY ، على تقليل الحد الأدنى من حيث تكلفة إضافة وظائف BLE إلى مستوى لم يعد فيه حظرًا ، حتى بالنسبة للمستهلكات. تطبيق يصل إلى 0.50 دولار بكميات كبيرة. يتطلب مستوى التكامل العالي لشركة SoC ستة عناصر سلبية خارجية ومصدر ساعة واحد ومصدر طاقة لإنشاء نظام Bluetooth منخفض الطاقة بالكامل. إلى جانب عامل الشكل الصغير للغاية الذي يبلغ 2.0 × 1.7 مم فقط ، يمكن أن يتناسب SmartBond TINY بسهولة مع تصميم أي مهندس جهاز طبي.

يعتمد SmartBond TINY على معالج ARM Cortex M32 + القوي 0 بت مع ذكريات مدمجة ومجموعة كاملة من الأجهزة الطرفية التناظرية والرقمية ، مما يوفر درجة قياسية تبلغ 18300 على أحدث IoTMark-BLE ، معيار EEMBC لاتصال إنترنت الأشياء.

تسمح هندسته وموارده باستخدامه كجهاز لاسلكي مستقل متحكم أو كإمتداد لأنبوب بيانات التردد اللاسلكي للتصميمات باستخدام وحدات التحكم الدقيقة الموجودة.

يضمن استهلاك TINY المنخفض للطاقة أيضًا عمرًا طويلاً للتشغيل وفترة صلاحية ، حتى أثناء تشغيله بواسطة أصغر البطاريات. يتيح محول DC-DC المدمج في DA14531 جهدًا تشغيليًا واسعًا (1.1 إلى 3.3 فولت) ويستمد الطاقة مباشرة من صديقة للبيئة ، وأكسيد الفضة القابل للتصرف ، وهواء الزنك أو البطاريات القابلة للطباعة المطلوبة للتطبيقات عالية الحجم ، مثل أجهزة مراقبة الجلوكوز الذكية.

مستقبل اتصال BLE

مع استمرار تزايد قائمة الأجهزة التي تتطلب اتصالاً لاسلكيًا ، تزداد كذلك الضغوط والتكلفة لتقديم نظام إنترنت الأشياء الكامل مع التطبيقات الطبية. تتطلع SmartBond TINY إلى معالجة النطاق والتكاليف المتزايدة لأجهزة إنترنت الأشياء من خلال تمكين خفض تكلفة النظام بالكامل من خلال مساحة وحجم أصغر ، مع الحفاظ على جودة الأداء عند مستوى لا مثيل له من قبل المنافسين.

يجعل DA14531 من الممكن توسيع الاتصال اللاسلكي للتطبيقات التي كان من الممكن أن تكون باهظة في السابق من حيث الحجم أو الطاقة أو التكلفة ، خاصة تلك الموجودة في المجال الطبي المتصل المتنامي. في الحالات التي يتم فيها النظر في المنتجات القابلة للارتداء لدعم وظائف المراقبة الطبية ، تعد عائلة DA1469x خيارًا مثاليًا - فهي مجهزة بالكامل بوحدة تحكم في عقدة المستشعر على اللوحة وجميع الوظائف المطلوبة للتصميمات القابلة للارتداء على الرقاقة.

من الأجهزة القابلة للارتداء لضغط الدم إلى مراقبة الجلوكوز المتصلة بالهاتف الذكي وأجهزة الاستنشاق المتصلة ، فإن عدد الأجهزة الطبية المتصلة الممكنة لا حدود لها - وكذلك فرصة ابتكار نوعية حياة المرضى باستخدام BLE.

مع القدرة على تحويل أي جهاز إلى تطبيق متصل ، تفتح TINY SoC والوحدة النمطية أسواقًا جديدة وتؤدي إلى اعتماد BLE إلى ما هو أبعد مما كان يُعتقد سابقًا أنه ممكن في المشهد الحالي.