고급 SoC는 의료 IoT 설계에 큰 변화를 가져옵니다

의료 및 제약 분야에서 사물 인터넷(IoT)은 의료 기기가 의사, 간호사 및 병원에 서비스를 제공하는 방식을 근본적으로 바꾸고 환자의 삶의 질과 의료를 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그리고 최근에야 SoC(System-on-Chip) 설계의 발전으로 엔지니어와 설계자가 연결된 의료 기기의 코드를 해독할 수 있게 되었습니다.

SoC 설계의 이러한 발전 중 일부에는 전력 풋프린트를 줄이고 구성 요소에 필요한 보드 공간을 축소하며 구성 요소 비용을 낮추는 동시에 새로운 집적 회로가 포함됩니다. IoT 의료 기기에 일회용 배터리를 추가하는 것은 또 다른 주요 도약이었으며 구성 요소 통합 및 풋프린트 이유는 물론 의료 기기 자체의 안전한 폐기 가능성을 해결하는 데 필요합니다. 이러한 두 가지 발전으로 인해 BOM(Bill of Material), 전력 소비 및 제조 물류 측면에서 연결된 의료 기기 엔지니어링이 더욱 실현 가능하게 되었습니다.

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연결된 의료 기기가 환자 결과를 개선하는 방법

IoT는 이미 기존의 오프라인 장치에 연결을 추가하여 의료 장치가 의사와 환자에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있는 새로운 기회를 창출하고 있습니다.

연결된 혈당 측정기를 보십시오. 환자는 이것을 패치처럼 착용하고 피부 아래 바늘로 혈당을 측정한 다음 해당 정보를 사용자 스마트폰의 앱으로 전송합니다. 더 이상 손가락으로 피를 찔릴 필요가 없는 당뇨병 환자에게 통증이 없고 오래 지속되는 대안일 뿐만 아니라 환자의 혈당 수치에 대한 데이터를 실시간으로 수집하고 저장할 수 있는 새로운 방법을 제공하여 편리합니다. 나중에 쉽게 참조할 수 있도록 휴대전화에서 액세스할 수 있습니다.

스마트 흡입기는 의료 기기 연결의 또 다른 혁신적인 응용 프로그램입니다. 전통적인 흡입기의 경우 천식 환자는 약물이 가장 효과적일 때까지 퍼프 사이에 약 30-60초를 기다려야 합니다. 그러나 올해 초에 발표된 연구 환자의 84%가 흡입 사이에 30초(최소 권장 시간)를 기다리지 않는다는 것을 발견했습니다.

실제로 54%는 15초도 기다리지 않았습니다. 환자가 흡입기를 올바르게 사용하지 않으면 적절한 양의 약을 투여받지 못합니다. 결과적으로 장치는 가능한 한 효과적이지 않고 필요한 만큼 효과적이지 않습니다. 그리고 물론 의사가 피드백을 제공하지 않기 때문에 환자는 흡입기를 올바르게 사용하고 있지 않다는 것을 모릅니다.

흡입기에 연결을 추가하면 이 문제가 직접 해결됩니다. 스마트 흡입기는 장치의 사용량을 실시간으로 측정하여 환자에게 흡입 효과, 복용량, 복용 빈도 등에 대한 즉각적인 피드백을 제공합니다. 이는 환자에게 완전한 효과를 얻기 위해 언제, 어떻게 흡입기를 사용해야 하는지에 대한 즉각적인 알림을 제공하기 때문에 환자에게 유용한 정보입니다. 그러나 제약 회사에도 유용합니다. 사용자 설문지(실제 행동보다 흡입기를 사용하고 있다고 생각하는 방식에 따라 환자가 작성하는 경우가 많음)에 의존하여 장치가 얼마나 효과적인지 측정하는 대신 회사는 사용자 행동 및 필요에 따라 조정할 수 있습니다.

혈압(BP) 측정기는 의료 기기를 더 스마트하게 만들어 개선된 또 다른 예입니다. 일반적으로 혈압을 측정해야 하는 경우 의사 사무실에서 수행합니다. 하지만 많은 환자들에게 병원에 가는 것은 스트레스를 받는 시간입니다. 진료실이나 병원에 있는 것만으로도 혈압 수치가 평소보다 높아져 수치가 정확하지 않을 수 있습니다. 집에서 연결된 혈압계를 사용하면 보다 일반적인 안정 시 혈압 측정값을 확인하는 데 도움이 될 수 있으며, 이를 클라우드로 전송하여 진료실에서 액세스할 수 있습니다. 이는 의사와 환자 모두에게 고품질 정보를 제공하여 보다 정확한 진단과 처방으로 이어집니다.

연속 온도계 패치 또는 스마트 주입 장치와 같은 다른 연결된 의료 장치 응용 프로그램과 이러한 응용 프로그램에 대한 공통된 내용이 있다면 다음과 같습니다. 더 많은 데이터가 환자 치료를 개선합니다. 스마트 의료 기기는 제약 회사와 의료 회사가 약의 효과에서 환자 사용이 얼마나 규칙적인지에 이르기까지 모든 것에 대한 고품질의 실시간 환자 피드백을 수집하는 거대한 데이터베이스를 구축할 수 있도록 지원합니다. 이 데이터베이스는 연결된 장치에서 제공하는 실시간 사용자 행동 정보에 의해 제공되며, 이는 차례로 의사가 환자를 치료하는 방법에 대한 보다 정확한 통찰력을 제공하고 해당 환자가 자신의 치료 계획을 조정할 수 있도록 합니다(예:흡입기에서 의도한 복용량을 충분히 복용하지 않거나 충분히 정기적으로 복용하지 않습니다.

설계 과제 극복

연결성과 스마트 의료 기기는 환자와 의사에게 게임 체인저이지만 비교적 최근의 추세입니다. 수년 동안 의료 기기 엔지니어는 여러 가지 금지된 요소에 의해 제지되었습니다.

비용은 늘 그렇듯이 큰 문제 중 하나입니다. 스마트 혈압계 또는 스마트 흡입기를 설계하는 데 필요한 SoC 및 외부 구성 요소 모두에 대한 BOM은 이러한 애플리케이션에 의미 있는 연결을 제공하려는 엔지니어에게 주요 장애물이었습니다.

전력 소비와 저장 수명도 주요 설계 장애물이었습니다. 의료 기기는 일반적으로 18개월에서 4년 사이의 긴 보관 수명을 가지고 있습니다. 그것은 사용하기에 오랜 시간이며 SoC가 효율적으로 전력을 소비하지 않으면 단순히 사용자 요구를 따라갈 수 없습니다. 배터리가 고갈되기까지 몇 개월 이상 지속되지 않는다면 당뇨병 환자에게 스마트 혈당 측정기가 무슨 소용이 있습니까?

비용과 설치 공간 문제를 모두 해결해야만 엔지니어는 연결된 의료 기기의 범위와 가용성을 확장할 수 있습니다. 칩 설계의 일부로 산화은 배터리를 통합하는 것은 한 가지 방법입니다. 작고 얇은 디자인으로 칩에 더 쉽게 통합할 수 있습니다. DC/DC 컨버터와 결합된 낮은 용량은 전압을 낮추고 배터리 용량을 18개월에서 4년 동안 사용할 수 있도록 보장합니다. 일회용 특성으로 인해 환자는 사용 후 배터리를 포함하여 흡입기 또는 인젝터를 안전하게 버릴 수 있습니다. 또한 합리적인 가격은 장치의 전반적인 BOM 비용도 줄이는 데 도움이 됩니다.

의료 기기 및 IoT의 큰 변화

의료 기기 산업은 빠른 검토 주기로 알려져 있지 않지만 이러한 엔지니어의 발 아래 땅이 얼마나 빨리 움직이고 있는지 보기는 어렵습니다. 우리는 스마트 커넥티드 의료 기기의 초기 단계에 있지만 로드맵은 분명합니다. 클라우드 스토리지 및 빅 데이터의 폭발적인 증가와 함께 구성 요소 통합을 최적화하고, BOM 비용을 낮추고, 전력 소비를 절반으로 줄이는 새로운 SoC 솔루션입니다. — 스마트 의료 기기가 시장을 개척하고 약의 효과에 대해 환자에게 실시간 피드백을 제공하고 전반적인 삶의 질을 개선하는 데 도움이 될 수 있도록 그 어느 때보다 비옥한 시장을 창출했습니다.

—Adrie Van Meijeren은 Dialog Semiconductor의 저전력 연결 제품 마케팅 그룹 관리자입니다.