ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ECF26 infobanner

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

Etävalvonta mullistaa terveydenhuollon

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 02.12.2024
  • Devices
  • Embedded

Digitaalinen murros asettaa käyttäjän ja potilaan roolit terveydenhuollon vallankumouksen keskiöön. Digitaalisessa terveydenhuollossa etäseuranta on suunniteltu mittaamaan elintoimintoja ja muita keskeisiä parametreja käyttämällä ei-invasiivisia laitteita, jotka siirtävät potilastiedot langattomasti terveydenhuollon ammattilaisille tai muille terveydenhuollon sidosryhmille samalla varmistaen tietojen luottamuksellisuuden.

Elintoimintojen seuranta on prosessi, jossa mitataan ja seurataan keskeisiä fysiologisia parametreja yksilön yleisen terveyden ja hyvinvoinnin arvioimiseksi. Se luo uusia mahdollisuuksia niin hyvinvointi- ja kuntosovelluksille kuin lääketieteellisillekin sovelluksille, kattaen sydämen toiminnan analyysin, hengitystaajuuden, happisaturaation, verenpaineen ja kehon lämpötilan mittauksen. Nykyään elintoimintoja seurataan yleensä ottamalla ajoittaisia otoksia esimerkiksi sydänfilmeillä (EKG), verensokerin mittauksella, happisaturaation seurannalla ja verenpaineen mittauksilla, usein suurikokoisia laitteita käyttäen. Uudet teknologiat mahdollistavat erilaisten terveysparametrien jatkuvan mittaamisen, mikä auttaa havaitsemaan ja ennakoimaan elinten, kudosten ja aineenvaihduntareittien toimintahäiriöitä.

Uudet teknologiat auttavat terveydenhuollon ammattilaisia tunnistamaan ja hallitsemaan terveysongelmia etänä. Tämä voi säästää aikaa ja kustannuksia sekä parantaa onnistumista hätätilanteiden ennakoinnissa ja hallinnassa. Lääketieteellisten laitteiden, kuten sydänmonitorointiin tarkoitettujen nauhojen, elektronisten iholaastareiden ja muiden kannettavien laitteiden, käyttö kasvaa, mikä nopeuttaa sairaalahoitoa korvaavia ratkaisuja vaarantamatta potilasturvallisuutta. Tämä hyödyttää merkittävästi kansallisia terveydenhuoltojärjestelmiä vähentämällä kustannuksia ja samalla säilyttäen korkeatasoiset terveyspalvelut.

Älykellot ja -rannekkeet, älykuulokkeet ja -päähineet, älysormukset, kuntoseurantalaitteet, sydänmonitorointinauhat ja muut henkilökohtaiset kannettavat elektroniset laitteet sisältävät uutta teknologiaa käyttäjän terveydentilan ja suorituskyvyn seuraamiseen ja parantamiseen. Näiden laitteiden avulla ihmiset voivat saada tietoa terveydestään eri tilanteissa, ja urheilijoiden suorituskykyä voidaan parantaa, sillä laitteet tarjoavat tietoa esimerkiksi sykkeestä, nestetasapainosta ja lihastoiminnasta.

Nämä kannettavat tuotteet edustavat erilaisten teknologioiden, kuten materiaalitieteen, anturiteknologian, bioantureiden, elektroniikan, mikrofluidiikan ja tekoälyn, kohtaamispistettä. Ne mullistavat kuluttajille suunnatun terveydenhuollon tarjoamalla reaaliaikaista seurantaa ja tiedonkeruuta ei-invasiivisella ja kätevällä tavalla.

STMicroelectronicsin artikkeli on ilmestynyt uusimmassa ETNdigilehdessä, jota pääset lukemaan täällä.

Tässä artikkeli kokonaisuudessaan.

REMOTE MONITORING IS CHANGING HEALTHCARE

Digital transformation places the roles of the user and patient at the center of the healthcare revolution. In digital healthcare, remote patient monitoring is designed to measure vital signs and other key parameters using non-invasive devices that wirelessly transmit patient information to healthcare providers or other health stakeholders, while ensuring confidentiality.

Monitoring of vital signs is the process of measuring and tracking important physiological parameters to assess the overall health and wellbeing of an individual. It is paving the way to new opportunities for both wellness/fitness and medical applications, ranging from heart analysis, respiration rate and oximetry to blood pressure and body temperature. Nowadays, common practice is to sample periodic snapshots of vital signs by electrocardiograms, glycemia level, oximetry and blood pressure through examinations using bulky devices. New technologies enable continuous measurement of the different health parameters to infer and predict malfunctions of organs/tissues and metabolic pathways.

The new technologies help healthcare providers detect and manage health conditions remotely. This can save time and costs and can also increase success in predicting and managing emergency cases. Use of medical-grade devices such as cardiac bands, electronic skin patches, and other wearable devices are increasing to accelerate de-hospitalization without compromising patient safety. This benefits national healthcare systems significantly by reducing costs while maintaining the high quality of healthcare services.

Smart watches and wrist bands, smart hearables and headsets, smart rings, fitness trackers, cardiac bands and other wearable personal electronic devices embed new technologies for monitoring and improving user condition and performance. People can become aware of their health status in different contexts, and athletes' performance can improve since the devices provide insights into factors such as heart rate, hydration levels, and muscle activity.

These wearable products represent a point of convergence of multiple technologies such as materials science, sensing and sensors, biosensors, electronics, microfluidics, and artificial intelligence, revolutionizing the consumer healthcare segment by providing real-time monitoring and data collection in a non-invasive and convenient way.

TECHNICAL CHALLENGES

Beyond the well-known technical challenges such as ergonomics, user convenience, patient safety, data security and connectivity, there are other critical aspects that semiconductor manufacturers should address. Critical points are power consumption and battery life, big data management, and medical reliability of extracted health indicators. By addressing these critical points, the development of health monitoring technologies can lead to reliable, user-friendly, and medically approved devices that can play a significant role in preventive healthcare, chronic disease management, and overall health and wellness.

For instance, continuous monitoring of the heart, the electrocardiography (ECG), is a power-consuming process that produces a large quantity of data that commonly needs to be managed, processed, and transmitted to the cloud for analysis. Moreover, the extracted data needs to be transmitted back to the wearable device for advising or alerting the user.

All these factors represent technical challenges that the semiconductor industry needs to address to ensure devices’ on-field efficacy and deliver satisfactory user experiences.

SEMICONDUCTOR AND BIOSENSOR SOLUTIONS

A variety of medical and consumer biosensors is now available to enable the design of wearable devices. Most of these sensors come with analog front-end components to simplify signal conditioning. However, they are usually driven by an external microcontroller to perform data processing and health-indicator extraction. The system complexity increases with the incremental use of multiple sensors for deducing more health-related outcomes.

STMicroelectronics is approaching this market with a new family of biosensors that offer on-chip analog sensing, the vertical analog front-end (vAFE), for electrocardiography (ECG) and electroneurography (ENG), a highly sensitive motion sensor (accelerometer and gyroscope) for seismocardiography (SCG), analog-to-digital conversion, features for human body motion tracking and embedded digital processing with artificial-intelligence resources that offload the microcontroller.

Together with ST, LifeSignals has developed the world’s first and only single-chip Life Signal Processor (LSP) silicon chip.

These are unique semiconductor chips combining motion and bio-signal sensing in one device, enabling a multi-purpose platform where for instance ECG signals can be extracted and processed for computing heart rate and heart-rate variability, SCG signals can be extracted for computing the diastolic and systolic period to verify the opening and closure of the aortic and mitral valves (valvular heart-disease detection), and where both ECG and SCG signals can be processed for deriving further health indicators with the great advantage of full time synchronization. In other applications ENG signals can be used for cognitive-readiness analysis, for instance applied to athletes after concussion.

ST’s new biosensors, exploiting the integration of motion and bio-signal sensing, can enable novel features such as motion-artifact compensation and context-aware bio-signal measurements. The latter is valuable for increasing battery life since the biosensor understands the user context and activity, and the system can thus adapt the bio-signal acquisition setting and frequency accordingly. 

ST MEMS biosensors are enabling the following applications in the field of healthcare wearable devices:

  • Home monitoring: ECGs and SCGs can be used by individuals to monitor their heart health at home. This can help identify potential problems early on and seek medical attention if necessary.
  • Activity tracking: ECGs and SCGs can be used to track heart-rate variability (HRV), which is a measure of how well the heart responds to stress. HRV can be used to assess overall health and fitness, and to detect early signs of stress and anxiety.
  • Athletic training: ECGs and SCGs can be used to monitor athletes' heart health during training and competition. This can help prevent overtraining and identify potential cardiovascular problems. In addition, ENGs can monitor the readiness to play sports again after a trauma event like concussion.
  • Remote patient monitoring and telehealth: ECGs and SCGs can be used for telehealth appointments, allowing patients to have their ECGs taken remotely by a healthcare provider.

The figure shows an example of a remote monitoring system based on ST components.

Recent studies [1][2] have demonstrated how the combination of these two sensing channels, ECG and SCG, can enable the indirect measurement of blood pressure. Further, more connectivity functionalities can be added like NFC, NB-IoT, and secure connections. ST also offers low-power and high-performance STM32 microcontrollers, high-precision operational amplifiers, and a variety of AC-DC and DC-DC power-management and supply ICs, in addition to wireless-connectivity solutions.

In the semiconductor industry, there is a growing trend towards the development of more sophisticated biosensors. These sensors are specialized in detecting and measuring vital human-body analytes, including glucose, sodium, lactate, and calcium. Such advancements are significant for healthcare as they promise to enable continuous monitoring of these analytes in a less invasive way, which is essential for managing various health conditions and improving patient outcomes.

The semiconductor sector is also seeing investment and research efforts directed toward the next generation of low-power sensors designed with the capability to continuously monitor human body temperature, which is a critical vital sign.

The development of such technology is part of a broader initiative to enhance sensor portfolios for health and wellness applications, enabling more comprehensive and non-invasive monitoring of vital signs.

In conclusion, ST is committed to helping customers and stakeholders in the healthcare ecosystem to develop the most advanced digital-health technologies and solutions to improve health and wellbeing, patient monitoring, and diagnostics applications with affordable and non-invasive medical systems and solutions. 

MORE NEWS

Muisti vie jo yli puolet koko sirumarkkinasta

Puolijohdemarkkinat kasvavat tänä vuonna peräti 92 prosenttia 1,6 biljoonaan dollariin. Gartnerin mukaan kasvun takana on ennen kaikkea muistipiirien ennennäkemätön hintaralli:. Muistien myynti muodostaa jo yli puolet koko maailman puolijohdemyynnistä.

Realme sai lentävän lähdön, tähtää jo Suomen kakkoseksi

Suomen älypuhelinmarkkinoille toukokuussa tullut realme näyttää saaneen juuri sellaisen alun kuin yhtiö toivoi. GT 8 Pro nousi kesäkuussa DNA:n henkilöasiakkaiden myydyimmäksi puhelimeksi, ja nyt valmistaja kertoo haluvansa olla kolmen vuoden kuluttua Suomen toiseksi suurin Android-puhelinmerkki Samsungin jälkeen.

Oikea 5G tuplaa uplinkin kapasiteetin samalla taajuuskaistalla

5G standalone eli oikea 5G voi tarjota yli kaksinkertaisen uplink-kapasiteetin samalla taajuuskaistalla verrattuna nykyisissä verkoissa yleiseen NSA-tekniikkaan. Signals Research Groupin käytännön verkkotestissä SA-verkon spektritehokkuus oli 2,2-kertainen.

Slack muuttuu nyt ohjelmiston kehitysympäristöksi

Slack tunnetaan ennen kaikkea yritysten keskustelu- ja yhteistyöalustana. Nyt Salesforce vie sen suoraan ohjelmistokehitykseen. Uusi Slack Code tuo koodin, kehittäjät ja tekoälyagentit samaan työtilaan.

Ehkäpä Donut Lab tähtääkin aurinkokennoihin?

Kiinteän elekrolyytin akulla CES-messuväen tammikuussa hurmannut Donut Lab on ostanut suomalaisen nanoteknologiayhtiön Nordic Nano Groupin kokonaan. Yrityskaupan kiinnostavin yksityiskohta ei välttämättä ole itse kauppa, vaan Nordic Nanon johtavan tutkijan Bela Bhuskuten siirtyminen samaan tehtävään Donut Labille. Bhuskuten tutkimustausta antaa myös vihjeen siitä, mihin Donut Lab saattaa seuraavaksi tähdätä.

Ultraääni korvaa moottorin mikrodroonissa

Sveitsiläisen EPFL:n tutkijat ovat kehittäneet mikroskooppisen lentolaitteen, joka ei tarvitse omaa moottoria tai elektroniikkaa. Vain 150 mikrogrammaa painava mikrodrooni saa työntövoimansa ultraäänestä.

500 euron puhelin nuoren testissä – tehot eivät ratkaise kaikkea

Realme yrittää ottaa Suomessa OnePlussalta vapautunutta paikkaa hyvän hinta-laatusuhteen puhelimena. Realme 16 Pro+ 5G perusteella yritys onnistuu siinä varsin hyvin. Kun puhelimen antoi 14-vuotiaan aktiivikäyttäjän testiin, tärkeimmiksi ominaisuuksiksi nousivat aivan muut asiat kuin suorituskykytestien pisteet.

Monia komponentteja joutuu odottamaan puoli vuotta

Puolijohdemarkkinat ovat palanneet vahvaan kasvuun, mutta komponenttien saatavuus kiristyy jälleen. Monien muistien, mikro-ohjainten, prosessorien ja ohjelmoitavien piirien toimitusajat ovat jo vähintään 26 viikkoa. – Vahvempi markkinaennuste on rohkaiseva, mutta sitä ei pidä tulkita paluuksi yksinkertaisiin tai ennustettaviin toimitusoloihin, sanoo Avnet Silican EMEA-alueen Supplier Management, Solutions & Digitalisation -toiminnoista vastaava johtaja Thomas Foj.

6G-testaus käynnistyy FR3-taajuuksilla

6G käytännön testaus siirtyy jälleen askeleen lähemmäksi standardointia. Korean testaus- ja sertifiointilaitos KTR on ottanut käyttöön Anritsun MT8000A-testiaseman ja rakentanut sen avulla FR3-taajuusalueen testiympäristön tulevia 6G-ratkaisuja varten.

Uusien eCall-hätäpuheluiden pitää toimia myös vanhoissa verkoissa

ETN - Technical articleAutoteollisuus siirtyy vähitellen 2G- ja 3G-verkoissa toimivasta eCall-hätäpuhelujärjestelmästä uuden sukupolven NG eCalliin, joka käyttää 4G-verkkoja. Siirtymävaiheessa autojen on kuitenkin toimittava molemmissa ympäristöissä. Hyundai Mobis ratkaisee tämän Hybrid eCall -järjestelmällä, jonka verifiointiin yhtiö valitsi Anritsun testausratkaisun.

Euro 7 tuo päästörajat sähköautoihin

Sähköautossa ei ole pakoputkea, mutta Euro 7 tuo myös sen päästörajoitusten piiriin. Marraskuun lopussa ensimmäisiin uusiin automalleihin sovellettava normi rajoittaa ensimmäistä kertaa myös jarruista ja renkaista syntyviä päästöjä. Samalla sähköautojen ajoakuille tulee uusia kestävyysvaatimuksia, muistuttaa komponenttijakelija Mouser Electronics.

IBM väittää saavuttaneensa kvanttiedun

IBM ja Chicagon yliopisto väittävät osoittaneensa kvanttiedun eli tilanteen, jossa kvanttitietokone pystyy suorittamaan laskennan käytännössä klassisten tietokoneiden ulottumattomissa. IBM:n kvanttikoneelta tehtävään kului noin 15 minuuttia.

Euroopan piirilevytuotanto kuihtuu

Eurooppa haluaa tuoda puolustuksen ja muun kriittisen elektroniikan tuotantoa lähemmäksi kotimarkkinoita. Samaan aikaan yksi elektroniikkateollisuuden tärkeimmistä lenkeistä heikkenee nopeasti, sillä Euroopan osuus maailman piirilevytuotannosta on pudonnut alle kahteen prosenttiin.

WordPress-kaappaajat sössivät – koko rikollisoperaatio paljastui

Kyberrikollisten omat tietoturvamokat ovat paljastaneet poikkeuksellisen tarkasti laajan StopAndProtect-operaation. Check Point Research pääsi käsiksi rikollisten infrastruktuuriin, lähdekoodiin, hallintatyökaluihin ja uhritietoihin. Jäljille päästiin operaattoreiden tekemien OPSEC-virheiden ansiosta.

5G-paikannus onnistuu nyt 30 sentin tarkkuudella

5G-verkon kautta välitettävä RTK-korjaustieto parantaa satelliittipaikannuksen tarkkuuden alle 30 senttimetriin tavallisella päätelaitteen antennilla. Ericssonin ja Mediatekin testissä ratkaisu toteutettiin kokonaan 3GPP standardoidulla tekniikalla kaupallisessa 5G-verkossa.

Tekoäly rakentaa mittalaitteen minuuteissa

Mittalaitteen rakentaminen tiettyä sovellusta varten on perinteisesti voinut vaatia kuukausien FPGA-kehitystyön. Liquid Instruments lupaa lyhentää työn minuutteihin. Uusi GenInst Studio muuttaa luonnollisella kielellä annetun kuvauksen suoraan Moku-laitteistolla toimivaksi mittalaitteeksi.

Toshiba siirtää moottorinohjauksen suoraan mikro-ohjaimelle

Toshiba on aloittanut uuden TXZ+ M4L -mikro-ohjainsarjansa massatuotannon. Cortex-M4-piireissä moottorin vektorisäädön raskaimpia tehtäviä hoidetaan erillisillä laitteistokiihdyttimillä, mikä vapauttaa prosessoritehoa muulle sovellukselle.

AWS tuo agenttikoodarinsa kaikkien käyttöön

Amazon Web Services avaa Kiro Crew -tekoälytyökalunsa lähdekoodin kaikkien käyttöön. Amazonin sisäisenä sivuprojektina syntynyt järjestelmä vie tekoälyavusteista ohjelmistokehitystä jälleen askeleen pidemmälle: yksittäisen koodausagentin sijaan kehittäjä voi nyt antaa kokonaisia, pitkään jatkuvia työtehtäviä useiden agenttien hoidettavaksi.

800 volttia ei tuo suurempaa valokaaririskiä datakeskuksiin

AI-palvelimien kasvava tehontarve ajaa datakeskuksia kohti 800 voltin tasajännitejakelua. Korkeampi jännite ei kuitenkaan Schneider Electricin tutkimuksen mukaan välttämättä kasvata valokaaririskiä. Räkkitason simulaatiossa vikavirta nousi hetkellisesti 36 kiloampeeriin, mutta piikki vaimeni niin nopeasti, että valokaaren energia jäi selvästi turvarajan alapuolelle.

Näin pieni anturi tietää, onko kuuloke korvassa

Vishay on kutistanut puettavien laitteiden lähestymisanturin 1,6 × 1,0 × 0,35 millimetrin kokoon ja pudottanut sen lepovirran viiteen mikroampeeriin. Uusi VCNL36829UM on tarkoitettu erityisesti langattomiin nappikuulokkeisiin, älylaseihin sekä VR- ja AR-laseihin.

TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Uusien eCall-hätäpuheluiden pitää toimia myös vanhoissa verkoissa

ETN - Technical articleAutoteollisuus siirtyy vähitellen 2G- ja 3G-verkoissa toimivasta eCall-hätäpuhelujärjestelmästä uuden sukupolven NG eCalliin, joka käyttää 4G-verkkoja. Siirtymävaiheessa autojen on kuitenkin toimittava molemmissa ympäristöissä. Hyundai Mobis ratkaisee tämän Hybrid eCall -järjestelmällä, jonka verifiointiin yhtiö valitsi Anritsun testausratkaisun.

Lue lisää...

OPINION

Agentit muuttavat PC:n jatkuvasti ajattelevaksi työkaluksi

Qualcomm Technologiesin tuotehallinnan päällikkö Mallika Gattala arvioi, että generatiivisen tekoälyn seuraava suuri harppaus on agenttipohjainen tekoäly. Hänen mukaansa PC on nousemassa keskeiseksi alustaksi, jossa tekoäly ei enää pelkästään vastaa kysymyksiin, vaan työskentelee jatkuvasti käyttäjän rinnalla.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Muisti vie jo yli puolet koko sirumarkkinasta
  • Realme sai lentävän lähdön, tähtää jo Suomen kakkoseksi
  • Oikea 5G tuplaa uplinkin kapasiteetin samalla taajuuskaistalla
  • Slack muuttuu nyt ohjelmiston kehitysympäristöksi
  • Ehkäpä Donut Lab tähtääkin aurinkokennoihin?

NEW PRODUCTS

  • Mediatekin uusin tuo kielimallit kodinkoneisiin
  • Bluetooth haastaa UWB:n etäisyysmittauksessa
  • 6 watin DC/DC-muunnin mahtuu tuuman koteloon
  • Lisäkortilla 10 megabitin 4G-yhteys IoT-laitteisiin
  • Yksi anturi korvaa neljä mikrokytkintä autossa
 
 

Section Tapet