Analog Devices, Inc. ha semplificato la progettazione di dispositivi per il monitoraggio remoto del paziente (RPM) con il lancio del front-end analogico (AFE) di segni vitali a triplo sistema MAX86178 che misura quattro segni vitali con un dispositivo. L'AFE a chip singolo integra tre sistemi di misurazione (ottica, ECG e bioimpedenza) per ottenere quattro segni vitali comuni: elettrocardiogramma (ECG o EKG), frequenza cardiaca (ECG o fotopletismografia ottica, o PPG), saturazione di ossigeno nel sangue ( SpO2) e la frequenza respiratoria (usando BioZ).
Integrando tre sottosistemi di livello clinico in uno IC e abilitando la temporizzazione ottica PPG ed ECG sincronizzata, l'AFE MAX86178 sostituisce le implementazioni discrete. L'AFE integra un sottosistema ottico PPG per misurare la frequenza cardiaca e SpO2, un sottosistema ECG a derivazione singola, nonché un sottosistema di biopotenziale e bioimpedenza (BioZ) per misurare la frequenza respiratoria.
Inoltre, è alloggiato in un piccolo contenitore da 2.6 × 2.6 mm per dispositivi di monitoraggio della salute più piccoli. La piccola soluzione consente la progettazione di dispositivi indossabili, che possono sostituire i sistemi di monitoraggio di livello delle strutture mediche per tenere le persone fuori dall'ospedale riducendo al contempo i costi ospedalieri, ha affermato Andrew Baker, amministratore delegato della Business Unit Industrial and Healthcare di Massima Integrato, ora parte di Analog Devices.
L'AFE consente inoltre di risparmiare energia fornendo a ciascun sottosistema opzioni configurabili per ottimizzare la durata della batteria per casi d'uso specifici. Ciò consente ai progettisti di utilizzare batterie più piccole o di prolungare la durata della batteria per una migliore ricarica.
Il dispositivo dispone di un set di registri molto complesso e offre un alto livello di configurabilità. “Puoi configurarlo per una maggiore durata della batteria o per prestazioni più elevate e c'è molta configurabilità in termini di configurazione degli elettrodi e altre metriche sulle prestazioni, ha affermato Baker.
Consentendo ai sottosistemi di essere configurati individualmente, offre una grande flessibilità per i progettisti.
La configurabilità è importante perché di solito ci sono sottili differenze nei casi d'uso da cliente a cliente, incluso il fattore di forma che stanno utilizzando: al polso rispetto al petto rispetto alle dita, ha affermato Baker.
Essendo un dispositivo 3 in 1 completamente sincrono in termini di tutti i canali, semplifica le attività di progettazione di questi sistemi multi-vitali e, in definitiva, l'obiettivo è accelerare il time to market, ha aggiunto.
MAX86178 3 AFE si basa sulla generazione precedente MAX86176 2-in-1 AFE (incorporata nell'Health sensore Piattaforma 3.0) aggiungendo il canale Bio-Z e apportando miglioramenti ai canali ottici PPG ed ECG.
Schema a blocchi MAX86178 (Fonte: Analog Devices, Inc.)
"I dispositivi di monitoraggio del paziente del passato si sono incentrati su alcuni semplici rilevamenti diversi, passando dal conteggio dei passi contestuale alla frequenza cardiaca e ora stiamo ottenendo un rilevamento più avanzato in questi dispositivi man mano che diventano più sofisticati", ha affermato Baker. "Si tratta di avere un approccio più olistico all'assistenza sanitaria dei pazienti".
Utilizzo Tipico
Integrando i tre sottosistemi nel chip MAX86178, apre nuovi casi d'uso per il monitoraggio remoto e la gestione delle malattie croniche, poiché l'industria sanitaria si sforza di fornire cure predittive e preventive migliori, affrontando al contempo l'aumento dei costi sanitari.
C'è un grosso problema in termini di costi complessivi nella fornitura di assistenza sanitaria e una grande percentuale di tale costo è nel trattamento delle malattie croniche, ha affermato Baker. Al fine di combattere e mitigare e potenzialmente ridurre tali costi, c'è un passaggio dall'assistenza sanitaria centralizzata a un approccio decentralizzato, ha affermato.
“Il nuovo approccio è stato portato avanti dalla pandemia per cercare di decentralizzare [l'assistenza sanitaria] e distribuire quell'assistenza più vicino al paziente e questo porta una serie di cose tra cui la comodità del paziente, in modo che non debbano recarsi in queste strutture ," Egli ha detto.
"Dà anche l'opportunità ai medici di dare uno sguardo al futuro, quindi, ad esempio, se qualcuno è geneticamente predisposto a malattie cardiache o diabete, è possibile monitorare quegli individui e, si spera, rilevare l'insorgenza di questo tipo di condizioni in modo che possano essere gestiti o medicati per mitigare il rischio che queste condizioni diventino croniche", ha aggiunto. "Dà anche ai medici l'opportunità di monitorare per un periodo di tempo più lungo".
Ciò ha determinato la necessità di nuovi dispositivi indossabili per rilevare e gestire le condizioni croniche. Questi dispositivi aiutano i medici a identificare l'insorgenza di condizioni critiche per mitigare il rischio di ospedalizzazione, che può essere costosa. Un esempio citato è un cerotto sanitario indossato sul corpo che raccoglie dati sui segni vitali che vengono caricati nel cloud affinché i medici possano esaminarli.
Schema a blocchi tipico del sistema patch di monitoraggio remoto con MAX86178. Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
I prodotti di ADI rientrano nell'ambito del monitoraggio remoto del paziente e nello specifico del monitoraggio predittivo e preventivo, rilevando condizioni quali aritmie come la fibrillazione atriale (AFib), l'apnea notturna e la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).
L'ingrediente chiave per questi casi d'uso è la misurazione dei segni vitali del corpo, ha affermato Baker. Gli attributi chiave necessari includono dimensioni ridotte, durata della batteria per adattarsi al caso d'uso e precisione di livello clinico, ha affermato.
Il MAX86178 misura quattro segni vitali: ECG o EKG, frequenza cardiaca (ECG o fotopletismografia ottica o PPG), saturazione di ossigeno nel sangue (SpO2) e frequenza respiratoria (usando BioZ). Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
Il MAX86178 di livello clinico integra tre sistemi di misurazione completi – ottico, ECG e bioimpedenza – e può misurare quattro segni vitali contemporaneamente.
"Si tratta di avere un singolo chip in cui è possibile sincronizzare tutti e tre i sottosistemi di misurazione [ottica, ECG e bioimpedenza] con l'ECG di livello clinico e si può utilizzare quell'ECG per la frequenza cardiaca, ma soprattutto per la funzione cardiaca per cose come irregolarità battiti cardiaci o aritmie", ha detto.
Inoltre, il sottosistema PPG offre SpO . di livello clinico2 ossimetria. “SpO2 sta diventando sempre più utilizzato nei dispositivi indossabili come il la tecnologia è migliorato. La pulsossimetria è la saturazione di ossigeno nel sangue e per raggiungere questo obiettivo è necessario un rapporto segnale-rumore molto elevato, che questo particolare dispositivo offre a 113 dB", ha affermato.
Il canale di bioimpedenza supporta una serie di casi d'uso, tra cui cardiografia di impedenza, analisi di bioimpedenza e spettroscopia, risposta galvanica cutanea e attività elettrodermica.
"Crediamo in questa assistenza sanitaria decentralizzata", ha affermato Baker. “Il futuro dell'assistenza sanitaria indossabile sta iniziando ad accelerare soprattutto con la pandemia, quindi abbiamo bisogno di soluzioni più integrate. Il risultato che stiamo cercando è un miglioramento predittivo e preventivo, nonché una migliore gestione delle malattie croniche”.
Il MAX86178, in un contenitore WLP da 2.6 × 2.8 mm, è ora disponibile, insieme al kit di valutazione MAX86178EVKIT#. Analog Devices offre anche il buck-boost MAX20343 regolatore e il CI di gestione dell'alimentazione MAX20360 come soluzioni di alimentazione ottimizzate per MAX86178.
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