의료 기기 기술 발전 추적: 센서부터 보안까지

유무선 의료 영상, 모니터링, 이식형 장치를 위한 센서, 메모리 디바이스, 마이크로컨트롤러, 배터리, 디스플레이를 포괄하는 의료 전자 시장은 ResearchAndMarkets.com 보고서에 따르면 2019년 51억 달러 규모에 도달하고 2025년까지 66억 달러로 성장할 것으로 예상된다.

시장 확대와 기술 발전을 가속화하는 여러 트렌드가 있다. 특히 베이비붐 세대를 중심으로 한 건강 의식이 높은 고령 인구의 증가는 가정용 모니터링 솔루션에 대한 수요를 견인하여 고혈압, 당뇨, 천식 같은 질환을 관리하는 더 스마트하고 연결된 기기를 촉진한다.

동시에 웨어러블(피트니스 트래커, 스마트워치, 활동 모니터)에 대한 소비자의 욕구는 계속 증가하고 있다. 사용자는 이제 더 높은 정확도, 더 풍부한 기능, 견고한 보안, 점점 더 작은 폼팩터를 기대한다.

보고서는 진단 영상 시스템, 심장 모니터, 호흡기 모니터, 혈역학 모니터, 이식형 장치를 포함한 IoT 기반 의료 기기의 급증을 강조한다.

IoT 연결성은 의료 장비가 임상의와 환자에게 더 나은 서비스를 제공할 새로운 기회를 창출한다. "연결된 혈당 측정기와 흡입기는 연결성 추가가 어떻게 환자 치료를 개선할 수 있는지 보여주는 대표적인 예입니다"라고 다이얼로그 세미컨덕터(Dialog Semiconductor)의 저전력 연결 제품 마케팅 그룹 매니저 아드리 반 메이예렌(Adrie Van Meijeren)은 말한다.

이러한 발전의 기반은 SoC(시스템 온 칩) 설계의 진화다. 새로운 집적 회로는 전력 풋프린트를 줄이고, 보드 공간을 축소하며, 부품 비용을 동시에 낮춘다고 반 메이예렌은 설명한다.

향상된 센서 기술도 필수적이다. 미니어처 웨어러블 기기는 체온과 심박수 같은 생체 지표 측정에 요구되는 높은 정확도를 충족하기 위해 우수한 센싱 능력을 요구한다고 기고 작가 마지드 아흐마드(Majeed Ahmad)는 말한다.

아흐마드는 휴대용 헬스케어 기기에 미세 센서를 통합하는 개발자를 위한 세 가지 중요한 설계 고려사항(민감도, 정확도, 통합 용이성)을 설명한다. 과정은 필요한 민감도와 정밀도를 충족하는 센서 선택에서 시작된다.

보청기 사용자들은 더 작고 전력 효율적이며 더 높은 음질을 제공하는 솔루션을 점점 더 찾고 있다. MEMS 마이크로폰이 이러한 기대를 충족시킬 것으로 보이며, 앤-프랑수아즈 펠레(Anne-Françoise Pelé)는 향상된 성능과 패키징 축소 덕분에 MEMS 마이크로폰이 보청기에서 기존 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 꾸준히 대체하고 있다고 보도한다.

진전은 다른 부품(전력 소자, MPU, MCU)의 발전에도 의존한다. 설계 비용 절감은 시장 성장의 핵심 동력으로 남아 있다.

전력 관리

전력 관리는 기기 작동 유지에 필수적이다. 외부 배터리와 전원 공급뿐만 아니라 고전력 영상 시스템부터 휴대용 및 이식형 장치에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 에너지 사용을 최적화하는 집적 반도체 솔루션도 포함된다고 기고 작가 마우리치오 디 파올로 에밀리오(Maurizio Di Paolo Emilio)는 설명한다.

OEM 의료 설계는 저전력 부품, 저전력 상태 진입 능력, 고급 계산을 위한 강력한 CPU 코어, 펌웨어와 사용자 데이터를 저장하기 위한 충분한 비휘발성 메모리를 우선시해야 한다. 또한 다양한 아날로그 또는 디지털 서브시스템과 인터페이스하기 위한 주변기기 세트가 필요하다.

성능을 넘어 보안이 필수적이다. 의료 기기는 연결된 시스템을 사이버 위협으로부터 보호하기 위해 견고한 안전장치를 통합해야 한다.

초음파 기계부터 피트니스 트래커까지 전반적으로 애플리케이션은 신뢰할 수 있는 실행, 강력한 보안, 전력 절약, 연결성을 제공하는 MPU와 MCU를 요구한다. 이러한 초저전력 프로세서는 종종 노이즈, 레이턴시, 전체 비용을 줄이면서 신뢰성을 높이는 통합 아날로그 주변기기를 포함한다.

이 모든 구성요소의 원활한 통합을 달성하여 신뢰할 수 있는 작동, 사이버 보안 위험 완화, 높은 정확도의 판독값 제공이 필요하다.