ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
etndigi1-2026

IN FOCUS

R&S FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

 

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

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

logotypen

Apr # TME square
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

TECHNICAL ARTICLES

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

GaN vie USB-C:n teollisuuteen

USB-C on tähän asti ollut käytännössä kuluttajalaitteiden liitin. Nyt se alkaa murtautua myös teollisiin virtalähteisiin. Renesas Electronics on esitellyt GaN-pohjaisen AC/DC-alustan, jossa USB-lataus yhdistyy jopa 500 watin teholuokkaan.

Kuulento ei perustu vieläkään huipputekniikkaan

Ensimmäinen miehitetty kuulento yli 50 vuoteen on käynnissä, mutta yksi asia ei ole muuttunut. Avaruudessa ei käytetä uusinta mahdollista elektroniikkaa. Päinvastoin kaikkein kriittisimmissä järjestelmissä luotetaan tarkoituksella vanhempaan, mutta paremmin ennustettavaan puolijohdetekniikkaan.

Fujitsun tekoäly generoi dokumentoinnin vanhasta lähdekoodista

Fujitsu on tuonut Japanissa saataville palvelun, joka analysoi legacy-lähdekoodia ja tuottaa siitä automaattisesti suunnitteludokumentteja. Ratkaisu kohdistuu modernisoinnin alkuvaiheeseen, jossa suurin haaste on usein vanhan järjestelmän rakenteen ymmärtäminen.

DRAM kallistuu rajusti – Raspberry Pi nostaa hintojaan

Raspberry Pi joutuu nostamaan tuotteidensa hintoja muistimarkkinan rajun muutoksen seurauksena. Yhtiön mukaan sen käyttämän LPDDR4-DRAM-muistin hinta on noussut vuodessa jopa seitsenkertaiseksi.

Tria yrittää tehdä RF-integraatiosta näkymätöntä

Tria tuo aiemmin omiin järjestelmiinsä sidotut langattomat moduulit nyt erillisinä tuotteina. Samalla yhtiö yrittää ratkaista tutun ongelman: RF-osien ja laskentamoduulien yhteensopivuuden ja elinkaaren hallinnan.

Rohde & Schwarz tuo EMC-vaatimukset suoraan suunnittelijan puhelimeen

EMC ei ole enää pelkkä loppuvaiheen testauskysymys. Yhä useammin vaatimukset pyritään ottamaan huomioon jo suunnittelun alkuvaiheessa, ennen ensimmäistäkään mittausta. Tätä muutosta kuvastaa Rohde & Schwarzin uusi EMC Navigator -sovellus.

Uusi MOSFET säästää piirilevytilaa autojen tehonjaossa

STMicroelectronics tuo markkinoille uuden Smart STripFET F8 -teknologiaan perustuvan MOSFET-sarjan, joka tuo hyvin matalan johtokanavaresistanssin pienessä kotelossa. Tämän ansiosta auton tehonjaossa ja akuston hallinnassa voidaan pienentää johtohäviöitä ja samalla säästää piirilevyalaa.

Verge sanoo tehneensä historiaa

Suomalais-virolainen Verge Motorcycles kertoo saaneensa ensimmäisen uuden sukupolven TS Pro -sähkömoottoripyörän tuotantolinjaltaan. Yhtiön mukaan kyseessä on samalla historian ensimmäinen tuotantovalmisteinen moottoripyörä, jossa käytetään täysin kiinteän elektrolyytin all-solid-state -akkua.

Ethernet kutistuu kahteen johtimeen ja haastaa kenttäväylät

Ethernetin uusin kehityssuunta ei tähtää suurempiin nopeuksiin vaan pienempään ja yksinkertaisempaan toteutukseen. Single Pair Ethernet mahdollistaa tiedonsiirron yhdellä johdinparilla ja tuo Ethernetin suoraan kenttälaitteisiin, joissa ovat tähän asti hallinneet CAN ja RS-485.

Tria tuo kolmen käyttöjärjestelmän tuen Arm-korteille

Tria laajentaa Qualcomm-pohjaisten embedded-alustojensa käyttöjärjestelmätukea niin, että samalla laitteistolla voi käyttää Yocto Linuxia, Windows 11 IoT:tä ja myöhemmin myös Androidia. Suunnittelijalle uutinen on kiinnostava siksi, että käyttöjärjestelmävalinta ei enää sido yhtä tiukasti prosessoriarkkitehtuuriin tai laitealustaan, vaikka osa lupauksista jää vielä ilman käytännön vertailulukuja.

ICEYEn uudet satelliitit tarkentavat 25 senttiin

ICEYE on vienyt kiertoradalle kuusi uutta tutkasatelliittia, joista osa kasvattaa yhtiön omaa kuvauskapasiteettia ja osa tukee Puolan ja Portugalin kansallisia ohjelmia. SAR-kuvauksen saatavuutta ja kohteiden kuvaus ICEYE lisäsi avaruudessa olevaa SAR-kalustoaan kuudella uudella satelliitilla SpaceX:n Transporter-16-lennolla. Yhtiön mukaan satelliitit ovat muodostaneet yhteyden maahan ja käyttöönotto on käynnissä.

Kannettava EV-laturi ratkaisee latausongelman, jota ei oikeastaan olekaan

MSI tuo markkinoille kannettavan sähköauton laturin, joka yhdistää tavallisen pistorasian ja tehokkaamman 240 voltin latauksen samaan laitteeseen. Ratkaisu on suunnattu tilanteisiin, joissa kiinteää latausinfraa ei ole. Monilla markkinoilla ongelma on kuitenkin jo pitkälti ratkaistu muilla keinoin.

Alibaba lupaa huippusuorituskykyä omalla RISC-V:llä

Kiinalainen Alibaba tuo RISC-V-arkkitehtuurin entistä suoremmin AI-laskennan ytimeen uudella XuanTie C950 -prosessorillaan. 5 nanometrin piirillä tavoitellaan paikkaa inferenssikuormien suorittajana, mutta väitteet suorituskyvystä jäävät ilman vertailukohtia.

Mikro-ohjaimen turhat herätykset kuriin

Nanopower Semiconductor on vienyt nPZero-virransäästöpiirinsä volyymituotantoon. Yhtiön idea on yksinkertainen mutta käytännössä kiinnostava. Siinä erillispiiri hoitaa anturien valvontaa silloin, kun päämikro-ohjain voidaan pitää syvässä unessa, mikä voi pidentää paristo- ja energiankeruulaitteiden käyttöaikaa tuntuvasti.

Raudalle poltettu LLM on äärimmäisen nopea – mutta sillä on rajansa

Ajatus kuulostaa radikaalilta. Kielimalli ei enää pyöri raudalla, vaan se on itse rauta. Yhdysvaltalainen Taalas esittelee niin sanottua LLM burner -lähestymistapaa, jossa kokonainen kielimalli kirjoitetaan suoraan ASIC-piirille. Yhtiön HC1-demopiiri ajaa Llama 3.1 8B -mallia jopa lähes 17 000 tokenin sekuntinopeudella. Vertailun vuoksi perinteiset GPU-ratkaisut jäävät satoihin tokeneihin sekunnissa, ja erikoiskiihdyttimetkin tuhansiin.

Uusi IronKey piilottaa datan kokonaan: tikulta ei saa ulos edes salattua sisältöä

Kingston markkinoi uutta IronKey Locker+ 50 G2 -muistitikkuaan AES-256-salauksella ja yritystason tietoturvalla. Käytännön testissä kiinnostavampi kysymys on kuitenkin yksinkertainen: mitä tikulta saa ulos ilman salasanaa? Vastaus on yllättävän selkeä: ei mitään.

Yksi prompt riitti: ChatGPT saattoi vuotaa dataa ilman varoituksia

Check Pointin tutkijat löysivät ChatGPT:stä haavoittuvuuden, joka mahdollisti keskusteludatan huomaamattoman siirtämisen ulkopuoliselle palvelimelle. Kyse oli infrastruktuuritason sivukanavasta, joka kiersi normaalit suojaukset. Vaikka ongelma on korjattu, tapaus paljastaa AI-ympäristöjen uuden riskiluokan.

Akkulaitteiden yleistyminen nostaa sähköpalojen riskiä kodeissa

Ladattaviin laitteisiin liittyvät sähköpalot ovat selvästi lisääntyneet viime vuosina. Taustalla ei ole pelkästään tekniikka, vaan usein tapa, jolla laitteita käytetään ja ladataan, kertoo Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes.

ABB tuo generatiivisen tekoälyn osaksi energianhallintaa

ABB on liittänyt generatiiviseen tekoälyyn perustuvan Industrial Knowledge Vault -toiminnallisuuden osaksi Ability Energy Management Systemiä. Tavoitteena on nopeuttaa energiankulutuksen, päästöajureiden, kustannusten ja laitteiden suorituskyvyn tulkintaa ilman raskasta raporttien ja näkymien läpikäyntiä.

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

ETNdigi - Watch GT Runner 2
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

Lue lisää...

OPINION

Agenttikoodaus muuttaa myös sulautetun kehityksen

CodeBoxxin perustajan Nicolas Genestin mukaan ohjelmistokehitys on kääntynyt päälaelleen: koodia ei enää kirjoiteta, vaan tekoälyä orkestroidaan kohti tavoitetta. Muutos näkyy erityisen voimakkaasti sulautetuissa järjestelmissä, joissa tiukka laitteisto–ohjelmisto-integraatio, pitkät validointisyklit ja virheiden korkea hinta tekevät agenttipohjaisesta kehityksestä poikkeuksellisen merkittävän murroksen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • GaN vie USB-C:n teollisuuteen
  • Kuulento ei perustu vieläkään huipputekniikkaan
  • Fujitsun tekoäly generoi dokumentoinnin vanhasta lähdekoodista
  • DRAM kallistuu rajusti – Raspberry Pi nostaa hintojaan
  • Tria yrittää tehdä RF-integraatiosta näkymätöntä

NEW PRODUCTS

  • AES ei vielä tee muistitikusta turvallista
  • Toughbook 56 tuo tekoälyn kentälle ilman pilveä
  • RECOM laajentaa moduuleista erillismuuntimiin
  • Suosittu vähävirtainen IoT-yhteys helposti lisäkortilla
  • Tämä ajuri auttaa pitämään auton hengissä pakkasaamuna
 
 

Section Tapet