Analog Devices, Inc. heeft het ontwerp van apparaten voor patiëntbewaking op afstand (RPM) vereenvoudigd met de lancering van de MAX86178 triple-system vitale functies analoge front-end (AFE) die vier vitale functies meet met één apparaat. De AFE met één chip integreert drie meetsystemen (optisch, ECG en bio-impedantie) om vier algemene vitale functies te verkrijgen: elektrocardiogram (ECG of ECG), hartslag (ECG of optische fotoplethysmografie of PPG), bloed-zuurstofverzadiging ( SpO2) en ademhalingsfrequentie (met behulp van BioZ).
Door drie subsystemen van klinische kwaliteit in één te integreren IC en door gesynchroniseerde optische PPG- en ECG-timing mogelijk te maken, vervangt de MAX86178 AFE discrete implementaties. De AFE integreert een optisch PPG-subsysteem om de hartslag en SpO . te meten2, een ECG-subsysteem met één afleiding, evenals een subsysteem voor biopotentiaal en bio-impedantie (BioZ) om de ademhalingsfrequentie te meten.
Bovendien is het ondergebracht in een kleine verpakking van 2.6 × 2.6 mm voor kleinere apparaten voor gezondheidsbewaking. De kleine oplossing maakt het ontwerp van op het lichaam gedragen apparaten mogelijk, die monitoringsystemen van medische faciliteit kunnen vervangen om mensen uit het ziekenhuis te houden en tegelijkertijd de ziekenhuiskosten te verlagen, zei Andrew Baker, directeur van de Industrial and Healthcare Business Unit bij Maxim Geïntegreerd, nu onderdeel van Analog Devices.
De AFE maakt ook energiebesparingen mogelijk door elk subsysteem te voorzien van configureerbare opties om de levensduur van de batterij te optimaliseren voor specifieke gebruikssituaties. Hierdoor kunnen ontwerpers kleinere batterijen gebruiken of de levensduur van de batterij verlengen voor beter opladen.
Het apparaat beschikt over een zeer complexe set registers en biedt een hoge mate van configureerbaarheid. "Je kunt het configureren voor een langere levensduur van de batterij of voor hogere prestaties en er is veel configureerbaarheid in termen van de manier waarop de elektroden zijn geconfigureerd en andere prestatiestatistieken, zei Baker.
Doordat de subsystemen individueel kunnen worden geconfigureerd, biedt het veel flexibiliteit voor ontwerpers.
Configureerbaarheid is belangrijk omdat er meestal subtiele verschillen zijn in gebruiksscenario's van klant tot klant, inclusief de vormfactor die ze gebruiken - op de pols versus op de borst of op de vinger, zei Baker.
Als een 3-in-1-apparaat dat volledig synchroon is in termen van alle kanalen, vereenvoudigt het de ontwerptaken van het ontwerpen van deze multi-vitale tekensystemen, en uiteindelijk is het doel om de time-to-market te versnellen, voegde hij eraan toe.
De MAX86178 3 AFE bouwt voort op de vorige generatie MAX86176 2-in-1 AFE (opgenomen in de Health sensor Platform 3.0) door het Bio-Z-kanaal toe te voegen en verbeteringen aan te brengen aan de optische PPG- en ECG-kanalen.
MAX86178 blokschema (Bron: Analog Devices, Inc.)
"Apparaten voor het bewaken van patiënten uit het verleden waren gecentreerd rond een paar verschillende eenvoudige detectie, van contextueel tellen van stappen tot hartslag en nu krijgen we geavanceerdere detectie in deze apparaten naarmate ze geavanceerder worden," zei Baker. "Het gaat om een meer holistische benadering van de gezondheidszorg voor patiënten."
Use cases
Door de drie subsystemen in de MAX86178-chip te integreren, opent het nieuwe toepassingen voor bewaking op afstand en beheer van chronische ziekten, aangezien de gezondheidszorg ernaar streeft betere voorspellende en preventieve zorg te leveren, terwijl de stijgende kosten voor de gezondheidszorg worden aangepakt.
Er is een groot probleem in termen van totale kosten bij het leveren van gezondheidszorg en een groot percentage van die kosten gaat naar de behandeling van chronische ziekten, zei Baker. Om die kosten te bestrijden en te verminderen en mogelijk te verminderen, is er een verschuiving van gecentraliseerde gezondheidszorg naar een gedecentraliseerde benadering, zei hij.
“De nieuwe aanpak wordt door de pandemie naar voren geschoven om te proberen [gezondheidszorg] te decentraliseren en die zorg dichter bij de patiënt te verdelen en dat brengt een aantal dingen met zich mee, waaronder patiëntgemak, zodat ze niet naar deze faciliteiten hoeven te reizen ," hij zei.
"Het geeft clinici ook de mogelijkheid om vooruit te kijken, dus als iemand bijvoorbeeld genetisch vatbaar is voor hartaandoeningen of diabetes, kun je die individuen volgen en hopelijk het begin van dit soort aandoeningen detecteren, zodat ze kunnen worden behandeld of medicinaal om het risico te verkleinen dat die aandoeningen chronisch worden, "voegde hij eraan toe. "Het geeft de clinici ook de mogelijkheid om over een langere periode te monitoren."
Dit heeft geleid tot de behoefte aan nieuwe wearables om chronische aandoeningen te detecteren en te beheersen. Deze apparaten helpen clinici bij het identificeren van het begin van kritieke omstandigheden om het risico op ziekenhuisopname te verminderen, wat kostbaar kan zijn. Een aangehaald voorbeeld is een op het lichaam gedragen patch voor de gezondheidszorg die gegevens over vitale functies verzamelt die naar de cloud worden geüpload zodat clinici ze kunnen beoordelen.
Typisch blokschema voor patchsysteem voor bewaking op afstand met de MAX86178. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Analog Devices, Inc.)
De producten van ADI vallen onder de paraplu van patiëntbewaking op afstand en specifiek voorspellende en preventieve bewaking, het detecteren van aandoeningen zoals aritmieën zoals atriale fibrillatie (AFib), slaapapneu en chronische obstructieve longziekte (COPD).
Het belangrijkste ingrediënt voor deze use-cases is het meten van de vitale functies van het lichaam, zei Baker. De belangrijkste kenmerken die nodig zijn, zijn onder meer een klein formaat, een levensduur van de batterij die past bij de gebruikssituatie en nauwkeurigheid van klinische kwaliteit, zei hij.
De MAX86178 meet vier vitale functies: ECG of ECG, hartslag (ECG of optische fotoplethysmografie of PPG), bloed-zuurstofverzadiging (SpO2) en ademhalingsfrequentie (met behulp van BioZ). Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Analog Devices, Inc.)
De MAX86178 van klinische kwaliteit integreert drie complete meetsystemen - optisch, ECG en bio-impedantie - en kan vier vitale functies tegelijkertijd meten.
"Het gaat om het hebben van een enkele chip waarmee je alle drie de meetsubsystemen [optisch, ECG en bio-impedantie] kunt synchroniseren met ECG van klinische kwaliteit en je kunt dat ECG gebruiken voor de hartslag, maar nog belangrijker voor de hartfunctie voor zaken als onregelmatige hartslagen of aritmieën”, zei hij.
Bovendien biedt het PPG-subsysteem SpO . van klinische kwaliteit2 oximetrie. “SpO2 wordt steeds vaker ingezet in wearables als de technologie is verbeterd. Pulsoximetrie is de zuurstofverzadiging van het bloed in het bloed, en om dat te bereiken heb je een zeer hoge signaal-ruisverhouding nodig, die dit specifieke apparaat biedt met 113 dB”, zei hij.
Het bio-impedantiekanaal ondersteunt een aantal toepassingen, waaronder impedantiecardiografie, bio-impedantieanalyse en spectroscopie, galvanische huidreactie en elektrodermale activiteit.
"Wij geloven in deze gedecentraliseerde gezondheidszorg", zegt Baker. “De toekomst van draagbare gezondheidszorg begint te versnellen, vooral met de pandemie, dus we hebben meer geïntegreerde oplossingen nodig. Het resultaat waar we naar op zoek zijn, is een verbeterde voorspellende en preventieve aanpak, evenals een verbeterd beheer van chronische ziekten."
De MAX86178, in een WLP-pakket van 2.6 x 2.8 mm, is nu verkrijgbaar, samen met de MAX86178EVKIT# evaluatiekit. Analog Devices biedt ook de MAX20343 buck-boost regelaar en het MAX20360-energiebeheer-IC als stroomoplossingen die zijn geoptimaliseerd voor de MAX86178.
over Analog DevicesInc.Maxim IntegratedMaxim Integrated Products