A Analog Devices, Inc. simplificou o projeto de dispositivos de monitoramento remoto de pacientes (RPM) com o lançamento do front end analógico (AFE) de sinais vitais de sistema triplo MAX86178 que mede quatro sinais vitais com um dispositivo. O AFE de chip único integra três sistemas de medição (óptico, ECG e bioimpedância) para obter quatro sinais vitais comuns: eletrocardiograma (ECG ou EKG), frequência cardíaca (ECG ou fotopletismografia óptica ou PPG), saturação de oxigênio no sangue ( SpO2) e taxa de respiração (usando BioZ).
Ao integrar três subsistemas de grau clínico em um IC e habilitando PPG óptico sincronizado e tempo de ECG, o MAX86178 AFE substitui implementações discretas. O AFE integra um subsistema óptico PPG para medir a frequência cardíaca e SpO2, um subsistema de ECG de derivação única, bem como um subsistema de biopotencial e bioimpedância (BioZ) para medir a frequência respiratória.
Além disso, está alojado em um pequeno pacote de 2.6 × 2.6 mm para dispositivos menores de monitoramento de saúde. A pequena solução permite o design de dispositivos para vestir no corpo, que podem substituir os sistemas de monitoramento de nível de instalação médica para manter as pessoas fora do hospital e, ao mesmo tempo, reduzir os custos hospitalares, disse Andrew Baker, diretor-gerente da Unidade de Negócios Industrial e de Saúde da máximo Integrado, agora parte da Analog Devices.
O AFE também permite economia de energia, fornecendo a cada subsistema opções configuráveis para otimizar a vida útil da bateria para casos de uso específicos. Isso permite que os projetistas usem baterias menores ou estendam a vida útil da bateria para melhorar o carregamento.
O dispositivo possui um conjunto muito complexo de registros e oferece um alto nível de configurabilidade. “Você pode configurá-lo para uma vida útil mais longa da bateria ou para um desempenho superior e há muita configuração em termos de como os eletrodos são configurados, bem como outras métricas de desempenho, disse Baker.
Ao permitir que os subsistemas sejam configurados individualmente, ele oferece uma grande flexibilidade para os projetistas.
A configurabilidade é importante porque geralmente há diferenças sutis nos casos de uso de cliente para cliente, incluindo o formato que eles estão usando - baseado no pulso versus baseado no peito versus baseado nos dedos, disse Baker.
Como um dispositivo 3 em 1 totalmente sincronizado em termos de todos os canais, ele simplifica as tarefas de design desses sistemas de sinais vitais e, em última análise, o objetivo é acelerar o tempo de lançamento no mercado, acrescentou.
O MAX86178 3 AFE baseia-se na geração anterior MAX86176 2-em-1 AFE (incorporado ao Health sensor Plataforma 3.0) adicionando o canal Bio-Z, bem como fazendo melhorias nos canais ópticos PPG e ECG.
Diagrama de blocos MAX86178 (Fonte: Analog Devices, Inc.)
“Antigamente, os dispositivos de monitoramento de pacientes giravam em torno de alguns sensores simples diferentes, passando da contagem de passos contextuais para a frequência cardíaca e agora estamos obtendo sensores mais avançados nesses dispositivos à medida que se tornam mais sofisticados”, disse Baker. “Trata-se de ter uma abordagem mais holística para o atendimento à saúde do paciente”.
Os casos de uso
Ao integrar os três subsistemas no chip MAX86178, ele abre novos casos de uso para monitoramento remoto e gerenciamento de doenças crônicas, à medida que o setor de saúde se esforça para oferecer melhor atendimento preditivo e preventivo, ao mesmo tempo em que lida com custos crescentes de saúde.
Há um grande problema em termos de custos gerais na prestação de cuidados de saúde e uma grande porcentagem desse custo está no tratamento de doenças crônicas, disse Baker. A fim de combater e mitigar, bem como reduzir potencialmente esses custos, há uma mudança de cuidados de saúde centralizados para uma abordagem descentralizada, disse ele.
“A nova abordagem está sendo impulsionada pela pandemia para tentar descentralizar [os cuidados de saúde] e distribuí-los mais perto do paciente e isso traz uma série de coisas, incluindo a conveniência do paciente, para que eles não tenham que se deslocar para essas instalações ," ele disse.
“Também dá a oportunidade aos médicos de ver o futuro, por exemplo, se alguém é geneticamente predisposto a doenças cardíacas ou diabetes, você pode monitorar esses indivíduos e, esperançosamente, detectar o início desse tipo de condição para que possam ser controlados ou medicado para mitigar o risco dessas doenças se tornarem crônicas ”, acrescentou. “Também dá aos médicos a oportunidade de monitorar por um longo período de tempo.”
Isso gerou a necessidade de novos wearables para detectar e gerenciar condições crônicas. Esses dispositivos ajudam os médicos a identificar o início de condições críticas para mitigar o risco de hospitalização, que pode ser caro. Um exemplo citado é um adesivo de cuidado de saúde para uso no corpo que coleta dados de sinais vitais que são carregados para a nuvem para os médicos revisarem.
Diagrama de blocos do sistema de patch de monitoramento remoto típico com o MAX86178. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
Os produtos da ADI estão sob a égide do monitoramento remoto do paciente e, especificamente, do monitoramento preditivo e preventivo, detectando condições como arritmias como fibrilação atrial (AFib), apnéia do sono e doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC).
O ingrediente principal para esses casos de uso é a medição dos sinais vitais do corpo, disse Baker. Os principais atributos necessários incluem tamanho pequeno, duração da bateria para se adequar ao caso de uso e precisão de nível clínico, disse ele.
O MAX86178 mede quatro sinais vitais: ECG ou EKG, frequência cardíaca (ECG ou fotopletismografia óptica ou PPG), saturação de oxigênio no sangue (SpO2) e frequência respiratória (usando BioZ). Clique para uma imagem maior. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
O MAX86178 de grau clínico integra três sistemas de medição completos - óptico, ECG e bioimpedância - e pode medir quatro sinais vitais simultaneamente.
“É sobre ter um único chip onde você pode sincronizar todos os três subsistemas de medição [óptico, ECG e bioimpedância] com ECG de grau clínico e você pode usar esse ECG para a frequência cardíaca, mas mais importante para a função cardíaca para coisas como irregular batimentos cardíacos ou arritmias ”, disse ele.
Além disso, o subsistema PPG oferece SpO de grau clínico2 oximetria. “SpO2 está se tornando cada vez mais implantado em wearables à medida que o tecnologia é melhorado. A oximetria de pulso é a saturação de oxigênio no sangue e, para conseguir isso, é necessária uma relação sinal-ruído muito alta, que este dispositivo específico oferece de 113 dB”, disse ele.
O canal de bioimpedância suporta uma série de casos de uso, incluindo cardiografia de impedância, análise de bioimpedância e espectroscopia, resposta galvânica da pele e atividade eletrodérmica.
“Acreditamos neste sistema de saúde descentralizado”, disse Baker. “O futuro dos cuidados de saúde vestíveis está começando a se acelerar, especialmente com a pandemia, então precisamos ter soluções mais integradas. O resultado que procuramos é uma melhoria na prevenção e prevenção, bem como no gerenciamento aprimorado de doenças crônicas ”.
O MAX86178, em um pacote WLP de 2.6 × 2.8 mm, já está disponível, junto com o kit de avaliação MAX86178EVKIT#. A Analog Devices também oferece o buck-boost MAX20343 regulador e o IC de gerenciamento de energia MAX20360 como soluções de energia otimizadas para o MAX86178.
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