בשנה האחרונה ראתה מגיפת COVID-19 את עתיד שירותי הבריאות והבריאות טֶכנוֹלוֹגִיָה במיוחד, תחת מיקרוסקופ.

ההובלה לעתיד זה היא בריאות מחוברת, שנראית לפרוק את מערכת הבריאות באמצעות קישוריות Internet of Things (IoT) לניטור עצמי, שהתאפשרה על ידי חידושים חדשים כמו התקני Bluetooth Low Energy (BLE).

בין אם מדובר במד חום חכם שמזין נתונים אוטומטית לענן של בית חולים, או מדי לחץ דם מחוברים המודדים את קריאות לחץ הדם לאורך זמן רב יותר, היתרונות של BLE הופכים את היישומים הללו לקיימים הודות לשילוב של דרישות צריכת חשמל נמוכות, סוללות חד פעמיות , סבירות, גודל פתרונות קטן, אבטחה מובנית וקישוריות IoT נרחבת.

ה- IoT כבר החל ליצור הזדמנויות חדשות למכשירים רפואיים שיעזרו לרופאים לשפר את הטיפול בחולים, ועם חידושים חדשים כמו BLE, מכשירים אלה משתפרים באופן דרמטי.

קח דוגמה לבישים לבישים, כגון מד לחץ דם בסגנון צמיד. לבישים ובריאות מחוברת הולכים יד ביד. היום, אם אתה זקוק למדידת לחץ הדם שלך, בדרך כלל אתה עושה את זה במשרד הרופא. אך עבור מטופלים רבים נסיעה למשרד הרופא, לא משנה מה הסיבה, אינה בדיוק זמן נינוח ונטול טיפול. הלחץ שבמשרד רופא לבדו עלול להעלות את קריאת לחץ הדם של המטופל גבוה מהרגיל, ולהביא למספרים לא מדויקים.

בעזרת BLE באמצעות בקר צומת חיישנים, חולים יכולים להשתמש במד לחץ דם מחובר בבית, מה שמסייע להבטיח קריאת לחץ דם במנוחה בדרך כלל, אשר מועברת היישר לענן כדי לגשת למשרד הרופא שלך. זהו מידע איכותי יותר הן עבור הרופא והן עבור המטופל, מה שמוביל לאבחונים ומרשמים מדויקים יותר.

חולי סוכרת הם קבוצה נוספת של חולים שיכולה להפיק תועלת מחידושים ב- BLE. ישנה מגמה ברורה הרחק ממסכי הגלוקוז המסורתיים בדם לעבר מדבקות מד גלוקוז, שאינן דורשות מהמטופלים לנקוץ את האצבעות. במקום זאת, התקני הזרקה כגון עטים לאינסולין משתמשים ב- BLE כדי לשלוח נתוני מינון וחותמת זמן, לצד רמות הגלוקוז המפוקחות מתיקונים, באופן אוטומטי לאפליקציית סמארטפון לניטור עצמי ולמשרד רופא או בית חולים, ומבטיחים כי ספקי שירותי הבריאות יישמרו על כל שינוי כפי שהוא מתרחש בזמן אמת. לא זו בלבד שזו אלטרנטיבה נטולת כאב, ארוכת טווח, היא גם דרך חדשה לאסוף ולאחסן נתונים על רמות הגלוקוז של החולים בזמן אמת, הנגישה בצורה נוחה בטלפונים שלהם לצורך התייחסות קלה בהמשך.

משאפים חכמים הם דוגמה נוספת לאופן שבו קישוריות BLE ו- IoT משפרות מכשירים רפואיים. משאפים מסורתיים דורשים מחולי אסתמה להמתין כ-30-60 שניות בין הנשיפות לביצוע התרופה. אך מחקרים מצאו כי 84% מהחולים לא המתינו 30 שניות (הזמן המינימלי המומלץ) בין שאיפות. רוב החולים (54%) אפילו לא המתינו 15 שניות בין הפחזניות, מה שאומר שהם ככל הנראה לא מקבלים את המינון הנכון של התרופה.

כתוצאה מכך, משאפים אינם יעילים כפי שהם צריכים להיות, ולחולה אין מושג מכיוון שאין להם רופא על מנת לספק משוב מיידי. בעזרת BLE, משאפים חכמים יכולים לטפל בבעיה זו, למדוד את השימוש במכשיר בזמן אמת ולספק משוב אודות יעילות שאיפות המטופל, המינון שהוא מקבל ובאיזו תדירות הוא מקבל אותו.

אם יש נושא בסיסי המחבר מכשירים כגון לבישים, צגי גלוקוז חכמים ומשאפים, הרי שניתן לשפר את כולם באמצעות הטמעת ה- BLE. מכשירי BLE עם קישוריות IoT יצרו אפשרות לניטור עצמי מרחוק, ומאפשרים לחולים ולמטפלים שלהם לפקח על בריאותם ולנהל את התנאים בבית.

מבחינה היסטורית, מהנדסי מכשור רפואי מחובר מאותגרים על ידי מספר גורמים, כגון עלות וזמינות חשמל.

לדוגמה, חשבון החומרים, הן עבור SoC והן עבור הרכיבים החיצוניים הדרושים לתכנון מד לחץ דם חכם או משאף חכם, היווה מחסום עיקרי עבור מהנדסים המנסים לספק קישוריות משמעותית ליישומים אלה.

בינתיים, צריכת החשמל וחיי המדף היו גם מכשולי תכנון גדולים.

מכשירים רפואיים לעיתים קרובות בעלי חיי מדף ארוכים, שנמשכים בין 18 חודשים לארבע שנים. אם SoC אינו צורך חשמל ביעילות, הוא פשוט לא יוכל לעמוד בקצב צרכי המשתמש.

התמודדות עם אתגרים אלה

כדי להתגבר על האתגרים הללו, כבר בנובמבר 2019, Dialog הציגה את ה-DA14531. בתור ה-Bluetooth 5.1 SoC הקטן והחסכוני ביותר בעולם, ה-DA14531 SoC ו-DA14531 מודול תוכננו במיוחד כדי לפשט את פיתוח מוצרי Bluetooth ולאפשר אימוץ רחב יותר בתעשיות כגון שירותי בריאות.

השבב, המכונה גם SmartBond TINY מוריד את הסף מבחינת עלות הוספת פונקציונליות BLE לרמה שבה זה כבר לא אוסר, אפילו לא לשימוש חד פעמי. יישום של עד 0.50 דולר בנפחים גבוהים. רמת האינטגרציה הגבוהה של ה- SoC דורשת רק שישה פסיביים חיצוניים, מקור שעון יחיד ואספקת חשמל כדי ליצור מערכת אנרגיה נמוכה עם Bluetooth נמוכה. בשילוב עם גורם הצורה הקטן במיוחד של 2.0 x 1.7 מ"מ בלבד, ה- SmartBond TINY יכול להשתלב בקלות בעיצוב של כל מהנדס מכשור רפואי.

SmartBond TINY מבוסס על 32 סיביות ARM Cortex M0 + חזק עם זיכרונות משולבים וסט שלם של ציוד היקפי אנלוגי ודיגיטלי, ומספק ציון שיא של 18300 ב- IoTMark-BLE העדכני ביותר, אמת המידה של EEMBC לקישוריות IoT.

הארכיטקטורה והמשאבים שלה מאפשרים להשתמש בו כאלחוט עצמאי מיקרו או כסיומת צינור נתונים RF לתכנונים עם מיקרו-בקרים קיימים.

צריכת החשמל הנמוכה של TINY מבטיחה גם חיי הפעלה ומדף ארוכים, גם כאשר הם מופעלים על ידי הסוללות הקטנות ביותר. ממיר ה- DC-DC המשולב של ה- DA14531 מאפשר מתח הפעלה רחב (1.1 עד 3.3 וולט) ומפיק כוח ישירות מתחמוצת כסף חד פעמית ידידותית לסביבה, אוויר אבץ או סוללות להדפסה הנדרשות ליישומים בנפח גבוה, כגון צגי גלוקוז חכמים.

העתיד של קישוריות BLE

ככל שרשימת המכשירים הדורשים קישוריות אלחוטית ממשיכה לגדול, כך גדל הלחץ והעלות של אספקת מערכת IoT שלמה עם יישומים רפואיים. SmartBond TINY מבקש לטפל ברוחב ובעלויות ההולכות וגדלות של מכשירי ה- IoT על ידי הפחתת עלויות מערכת שלמות באמצעות טביעת רגל וגודל קטנים יותר, תוך שמירה על איכות ביצועים ברמה שאין כמותה של המתחרים.

ה- DA14531 מאפשר להרחיב קישוריות אלחוטית ליישומים שבהם זה היה אוסר בעבר מבחינת גודל, כוח או עלות, במיוחד אלה בתחום הרפואי המחובר. במקרים שבהם מוצרים לבישים ייחשבו לתומכים בפונקציות ניטור רפואיות, משפחת DA1469x היא בחירה מושלמת - היא מצוידת במלואה בבקר צומת חיישנים על הלוח ובכל הפונקציונליות הנדרשת לעיצוב לביש על שבב.

החל בלבישת לחץ הדם ועד ניטור גלוקוז המחובר לסמארטפון ומשאפים מחוברים, מספר המכשירים הרפואיים המחוברים האפשריים הוא בלתי מוגבל - וכך גם ההזדמנות לחדש את איכות חייהם של המטופלים עם BLE.

עם היכולת להפוך כל מכשיר ליישום מחובר, TINY SoC והמודול פותחים שווקים חדשים ומניעים את אימוץ ה- BLE מעבר למה שנחשבה בעבר אפשרית בנוף של ימינו.