ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

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

Sep # 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

Puettavat lääkintälaitteet edellyttävät parempia järjestelmäpiirejä

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 13.10.2025
  • Devices
  • Embedded

ETN - Technical articlePuettavat lääkintälaitteet kasvattavat markkinoitaan nopeasti, kun uudet laitteet mullistavat terveyden seurantaa, lääkehoitoa ja terapiaa. Seuraavan sukupolven ratkaisut kuten vaikkapa jatkuvatoimiset glukoosimittarit asettavat tiukkoja vaatimuksia sulautettujen järjestelmäpiirien (SoC) kehitykselle. Mutta millaisia innovaatioita SoC-suunnittelu edellyttää, jotta puettavista lääkintäsovelluksista saadaan entistä tarkempia, pienempiä, tehokkaampia ja turvallisempia?

Artikkelin kirjoittaja Brian Blum työskentelee tuotemarkkinoinnin päällikkönä Silicon Labsilla.

Global Market Insights arvioi puettavien lääkintälaitteiden markkinoiden kasvavan viime vuoden 120,1 miljardista dollarista 543,9 miljardiin dollariin vuoteen 2034 mennessä. Kasvun veturina toimivat uuden sukupolven reguloidut lääkintälaitteet, joiden tehtävänä on tarjota kriittistä ja tarkkaa dataa diagnostiikkaa ja hoitoa varten. Näihin eivät kuulu sääntelyn ulkopuolella olevat aktiivisuusrannekkeet. Sydämentahdistimet, hengitysmonitorit ja jatkuvatoimiset glukoosimittarit (CGM) ovat tämän kehityksen kärjessä.

Lisääntyvä kiinnostus edistyneitä laitteita kohtaan asettaa valmistajille paineita toimittaa samanaikaisesti entistä tehokkaampia ja käyttäjälle huomaamattomampia ratkaisuja. Uuden sukupolven puettaville lääkintälaitteille asetettuja keskeisiä suunnittelutavoitteita ovat:

  • Parantunut suorituskyky ja tarkkuus: Suuri tarkkuus datankeruussa ja analyysissä.
  • Laaja käytettävyys: Mahdollisuus suorittaa vaativia toimintoja ja analyysejä suoraan laitteella.
  • Pieni koko: Käyttäjäystävällinen muotoilu, joka parantaa potilaan mukavuutta ja laitteen kytkettävyyttä.
  • Hyvä paristonkesto: Pitkä käyttöikä jatkuvassa monitoroinnissa ja pitkä latausväli.
  • Parantunut turvallisuus: Kestävä tietoturva, joka täyttää säädetyt standardit ja turvaa potilaan yksityisyyden.

Näiden tavoitteiden saavuttaminen vaatii innovaatioita useilla osa-alueilla – energiatehokkuudesta prosessinhallintaan ja älykkääseen kotelointiin – jotta seuraavan sukupolven komponentteja voidaan kehittää näihin elämää muuttaviin laitteisiin.

SoC-tuotekehitys jatkuvan glukoosimittauksen tapauksessa

Jatkuvatoimisen glukoosimittauksen kehityspolku havainnollistaa, millaisia vaatimuksia puettavat lääkintälaitteet asettavat SoC-piirien suunnittelulle.

Vuosikymmenten ajan diabetes pidettiin hallinnassa ottamalla säännöllisesti verikoe sormenpäästä. Kannettavien glukoosimittarien käyttöönotto oli merkittävä edistysaskel, vaikka ne tarjosivat tietoa vain yksittäisestä mittaushetkestä.

Nykyiset CGM-laitteet edustavat valtavaa harppausta kehityksessä. Iholle kiinnitetty pieni litteä laite, jossa on ihon alle asetettu mikroanturi, mittaa jatkuvasti verensokeritasoja (kuva 1). Reaaliaikaisen datavirran avulla muodostuu monipuolinen kuva sokeritason vaihtelusta ja trendeistä, mikä auttaa potilasta tekemään korjaavia toimenpiteitä jo ennen oireiden ilmenemistä.

Uusimmat mallit on varustettu mukavuutta lisäävillä ominaisuuksilla, kuten älypuhelinyhteydellä ja potilaskohtaisilla hälytyksillä, jotka parantavat käyttäjäkokemusta ja mahdollistavat terveydentilan laajan seurannan.

Kuva 1. Tyypillinen jatkuvan sokerimittauksen laitteisto (Lähde: Halfpoint Images / Getty).

Pyrkimys potilaan käyttömukavuuden ja hoitovasteen parantamiseen vauhdittaa uuden sukupolven laiteinnovaatioita. Potilaat ja terveydenhuoltoalan toimijat haluavat nyt laitteita, jotka ovat entistä pienempiä, pitkäikäisempiä ja kykenevät tuottamaan monipuolisempaa analytiikkaa. Tämä edellyttää kehittyneitä SoC-ratkaisuja.

SoC-suunnittelun innovaatioita

Seuraavan sukupolven puettavat lääkintäsovellukset vaativat läpimurtoja SoC-suunnittelussa useilla alueilla:

  1. Prosessi- ja muistitekniikan kehitys:
    Laitteistopohjaisen tekoälyn ja koneoppimiskiihdyttimien integrointi mikro-ohjaimiin on yhä tärkeämpää. Yhdessä kasvaneen RAM- ja Flash-muistin kanssa nämä mahdollistavat monimutkaisempien algoritmien ja paikallisen data-analytiikan hyödyntämisen. Tulevaisuuden CGM-laitteet voivat analysoida trendejä, ennakoida sokeritasojen kehitystä ja antaa käyttäjäkohtaisia hälytyksiä – kaikki suoraan laitteessa. Tämä niin sanottu edge-laskenta pienentää viivettä ja vähentää riippuvuutta ulkoisista komponenteista, jolloin laitteista tulee autonomisempia ja responsiivisempia.
  2. Tehokas analogia-digitaalimuunnos:
    Lääkintälaitteissa tarkkuus on kriittistä. SoC-piireihin on jo integroitu 12–14-bittisiä AD-muuntimia, mutta teollisuus siirtyy yhä useammin 16-bittisiin ratkaisuihin. Pelkkien bittimäärien sijaan suunnittelijoiden on tarkasteltava efektiivistä bittimäärää (ENOB), joka kuvaa todellista resoluutiota käytännön olosuhteissa. Mitä suurempi ENOB, sitä luotettavampi anturidata – ja sitä parempi lääketieteellinen päätöksenteko.
  3. Mahdollisimman pieni tehonkulutus:
    Paristonkesto on ratkaisevan tärkeää puettavissa laitteissa. Potilaat haluavat laitteen, jota voi käyttää viikkoja ilman latausta. Suunnittelijat vastaavat tähän haasteeseen esimerkiksi integroimalla jännitettä nostavia DC–DC-muuntimia, jotka mahdollistavat toiminnan laajalla jännitealueella ja useilla paristotyypeillä. Tämä tuo joustavuutta ja mahdollistaa kompaktit, mutta suorituskykyiset ratkaisut.
  4. Edistyksellinen liitettävyys:
    Useimmat puettavat lääkintälaitteet käyttävät pienienergistä Bluetooth-yhteyttä (Bluetooth LE). Ihmiskeho kuitenkin heikentää radiosignaaleja imeytymisen ja heijastuksen vuoksi. Tämän vuoksi SoC-valmistajat ovat keskittyneet radioherkkyyden parantamiseen: mitä herkempi radio, sitä vähemmän tehoa tarvitaan, mikä pidentää pariston käyttöikää ja varmistaa luotettavan yhteyden esimerkiksi älypuhelimeen.
  5. Koteloinnin kutistaminen:
    Pienikokoisuus on ratkaisevaa puettavissa sovelluksissa. Uudet pakkaustekniikat, kuten wafer-level chip-scale packaging (WLCSP), pienentävät piirien vaatimaa tilaa tinkimättä suorituskyvystä tai energiatehokkuudesta. Tämä mahdollistaa entistä huomaamattomampien ja käyttäjäystävällisempien laitteiden kehittämisen.

Kuva 2. Langaton SoC-tuoteperhe EFR32BG29 on Silicon Labsin ratkaisu kehittyneisiin puettaviin lääkintäsovelluksiin (Lähde: Silicon Labs).

Integroidun terveystekniikan tulevaisuus

Sulautettujen SoC-ratkaisujen innovaatiot ovat avainasemassa uuden sukupolven puettavien lääkintälaitteiden kehityksessä. Ne tekevät laitteista entistä suorituskykyisempiä ja muuttavat perusteellisesti tapaa, jolla potilaat hallitsevat terveyttään.

Pidemmällä aikavälillä nämä edistysaskeleet voivat johtaa useiden laitteiden toimintojen yhdistymiseen. Esimerkiksi jatkuvatoiminen glukoosimittari ja insuliinipumppu toimivat nykyisin erillään, mutta tulevaisuudessa ne saattavat olla integroituna samalle piirille, muodostaen suljetun ja älykkään järjestelmän diabeteksen hallintaan.

Tämä dynaaminen markkina murtaa raja-aitoja puolijohdesuunnittelussa. Seuraavan sukupolven puettavat lääkintälaitteet eivät enää pelkästään seuraa terveydentilaa – ne tarjoavat potilaille ja kliinikoille näkemyksiä ja mukavuutta tasolla, joka oli aiemmin mahdollista vain tieteisfiktiossa.

Tämän kehityksen mahdollistaa pienikokoinen, mutta tehokas sulautettu järjestelmäpiiri.

 

MORE NEWS

Nigel puristaa 20 tunnin testaustyön 20 minuuttiin

National Instrumentsin nykyään omistavan Emersonin mukaan yhtiön testaukseen erikoistunut Nigel-tekoäly pystyy puristamaan noin 20 tunnin kehitystyön 20 minuuttiin. NI Connect 2026 -tapahtumassa esitelty demo kertoo samalla siitä, mihin testaus- ja mittausalan tekoälytyökalut ovat kehittymässä: yleisistä koodiavustajista kohti itse testausympäristön tuntevia työkaluja.

4G- ja 5G-laitteiden säteilymittaus automatisoituu

Matkapuhelinten ja muiden 4G- ja 5G-laitteiden SAR-säteilymittaukset voidaan nyt automatisoida aiempaa pidemmälle. Microwave Factory on integroinut Rohde & Schwarzin CMX500-radiotesterin Mateos-mittausohjelmistoonsa.

Qualcommin uusin ajaa 30 miljardin parametrin AI-mallia kännykässä

Qualcomm tuo lippulaivapuhelimiin kaksi uutta Snapdragon-järjestelmäpiiriä. Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6:n kiinnostavin uudistus löytyy tekoälystä, sillä piiri pystyy ajamaan paikallisesti yli 30 miljardin parametrin Mixture of Experts -malleja. Qualcomm rakentaa samalla alustaa puhelimessa toimiville henkilökohtaisille AI-agenteille.

Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin

ETN - Technical articleSatelliittipaikannuksen häirintä voi katkaista paljon muutakin kuin paikkatiedon. VIAVIn uusi µPNT GDO-1000 pitää kriittisten järjestelmien kellot synkronissa jopa 24 tuntia GNSS-signaalin katoamisen jälkeen. Postimerkin kokoisen moduulin ytimessä on SiTimen MEMS-oskillaattori.

Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi

Arduinon uusi VENTUNO Q yhdistää Linuxin, tekoälykiihdytyksen ja erillisen mikro-ohjaimen reaaliaikaiseen ohjaukseen samalla kortilla. Nyt element14 etsii kehittäjiä testaamaan uutuutta. Valitut testaajat saavat sekä kortin että tarvittavat lisävarusteet ilmaiseksi.

Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja

Renesas on tuonut markkinoille vain hieman yli neliömillimetrin kokoisen konfiguroitavan sekasignaalipiirin. Uusi GreenPAK SLG46801 voi korvata useita erillisiä analogia-, ajoitus- ja logiikkakomponentteja esimerkiksi älysormuksissa, kelloissa ja muissa pienissä puettavissa laitteissa.

Audit ajavat itse junaan suomalaisella tekniikalla

Suomalainen Unikie on vienyt autonomisen ajamisen aivan uuteen ympäristöön. Yhtiön tekniikalla autot ajoivat ilman kuljettajaa junavaunuihin Audin Ingolstadtin tehtaalla Saksassa. Unikien mukaan kyseessä oli maailman ensimmäinen henkilöautojen automaattisen junalastauksen demonstraatio.

Donut Labin akku ei perustu litiumiin eikä natriumiin

Donut Labin kohuakun kemiaa on arvuuteltu siitä lähtien, kun yritys esitteli ihmeakkunsa tammikuussa Las Vegasin CES-messuilla. Yhtiö ei vieläkään paljasta, mihin sen akun kemia perustuu, mutta nyt se on vastannut ainakin kahteen yleiseen arvaukseen. Kyse ei näyttäisi olevan litium- eikä natriumakusta.

Hukkalämpö voi pian jäähdyttää prosessorin

Prosessorin tuottama hukkalämpö voisi tulevaisuudessa auttaa jäähdyttämään itse prosessoria. Karlsruhen teknillisen instituutin KIT:n ja japanilaisen Tsukuban yliopiston tutkijat ovat kehittäneet jäähdytysmenetelmän, jossa lämpö korvaa tavallisesti tarvittavan sähköisen toimilaitteen.

Auto kestää pidempään kuin sen 4G-yhteys

Tänään ostettu auto voi olla liikenteessä vielä pitkään sen jälkeen, kun sen käyttämä 4G-verkko on suljettu. Omdian mukaan LTE-verkkojen alasajo voi muodostua autoteollisuudelle paljon suuremmaksi ongelmaksi kuin aikaisemmat 2G- ja 3G-verkkojen sulkemiset.

Infineonin uusi mikro-ohjain varautuu kvanttiaikaan

Infineon on tuonut PSOC Control C3 -mikro-ohjainperheeseensä uuden Performance Line -sarjan, jossa nopea reaaliaikainen ohjaus yhdistyy kvanttiajan tietoturvaan. Piirit on suunnattu muun muassa tekoälypalvelimien teholähteisiin, sähköautojen lataukseen, aurinkosähköjärjestelmiin ja vaativaan moottorinohjaukseen.

Eurooppa sai oman supertietokoneiden prosessorin

Euroopan pitkään kehitetty oma supertietokoneprosessori on valmis ensimmäiseen todelliseen tehtäväänsä. SiPearl on toimittanut ensimmäiset Rhea1-prosessorit Bullille, joka alkaa integroida niitä Euroopan ensimmäiseen exascale-luokan supertietokoneeseen Jupiteriin.

Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen

Omron tuo markkinoille S8NR-virtalähdesarjan, joka voidaan asentaa IP67-suojattuna suoraan koneeseen sähkökaapin ulkopuolelle. Samalla virtalähteeseen on tuotu diagnostiikkaa, jolla yksittäisten lähtöjen tilaa ja itse virtalähteen kuntoa voidaan seurata.

Tekoäly kokoaa työmaan kaaoksesta tilannekuvan

Rakennustyömaan olennainen tieto voi olla hajallaan projektipankissa, sähköpostissa, kokousmuistiossa, pikaviestiketjussa tai työnjohtajan muistivihossa. Suomalainen Adicio AI yrittää koota tästä tietomassasta yhteisen tilannekuvan ja päätellä samalla, mitä työmaalla pitäisi tehdä seuraavaksi.

VNA kutistui 470 gramman kenttämittariksi

Pico Technology on tuonut markkinoille kannettavan PicoVNA-R-vektoriverkkoanalysaattorin, joka painaa vain 470 grammaa ja toimii yhdellä USB-C-kaapelilla. 300 kilohertsistä 6 gigahertsiin ulottuva mittalaite on tarkoitettu erityisesti antennien, kaapelien ja passiivikomponenttien mittaamiseen suoraan niiden käyttöpaikalla.

Kamerasta tuli tekoälylasien ongelma

Tekoälylasien myynti kasvaa nyt hurjaa vauhtia, mutta samalla niiden ehkä näkyvimmästä ominaisuudesta on tulossa ongelma. Omdian mukaan tekoälylaseja toimitettiin vuoden ensimmäisellä puoliskolla 4,2 miljoonaa kappaletta, 127 prosenttia enemmän kuin vuotta aiemmin. Yksityisyyshuoli ajaa kuitenkin valmistajia jo kehittämään laseja kokonaan ilman kameraa.

Muistipula pakottaa maksamaan turhista gigatavuista

Sulautettu laite tarvitsee neljä gigatavua flash-muistia, mutta valmistaja ei enää löydä sopivaa 4 gigatavun eMMC-piiriä. Edessä voi olla siirtyminen selvästi suurempaan ja kalliimpaan komponenttiin – ja samalla maksaminen gigatavuista, joita laite ei koskaan tarvitse. Espoolainen Tuxera tarjoaa ongelmaan ohjelmistopohjaista ratkaisua.

Sähköauton laturista tuli uusi hyökkäysreitti sähköverkkoon

Sähköauton latausasema ei ole enää pelkkä pistorasia, vaan verkkoon, pilvipalveluihin ja maksujärjestelmiin kytketty tietokone. Tata Consultancy Servicesin mukaan puutteellisesti suojattu latausinfrastruktuuri voi muodostaa hyökkäysreitin, jonka vaikutukset ulottuvat yksittäisestä latauspisteestä aina sähköverkkoon asti.

Fujitsu haki Euroopan AI-keskuksen johtoon suomalaisen

Fujitsu perustaa Eurooppaan uuden tekoäly-yksikön vauhdittamaan AI:n käyttöä omassa organisaatiossaan. Europe Office of AI -yksikön johtoon nousee suomalainen Mikko Lampinen, joka aloittaa tehtävässä lokakuun alussa.

IGBT7 vie tehotiheyden uudelle tasolle

ETN - Technical articleSeitsemännen sukupolven IGBT-teknologia nostaa tehomoduulien suorituskykyä usealla rintamalla. IGBT7 pienentää häviöitä, kasvattaa virtakapasiteettia ja kestää ylikuormituksessa jopa 175 asteen liitoslämpötilan. Yhdessä matalainduktanssisten koteloiden kanssa tämä mahdollistaa aiempaa suuremman tehotiheyden, paremman hyötysuhteen ja pienemmät järjestelmäkustannukset.

Sep # puffbox mobox till tme native
2026  # mobox för megabox
Sep  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin

ETN - Technical articleSatelliittipaikannuksen häirintä voi katkaista paljon muutakin kuin paikkatiedon. VIAVIn uusi µPNT GDO-1000 pitää kriittisten järjestelmien kellot synkronissa jopa 24 tuntia GNSS-signaalin katoamisen jälkeen. Postimerkin kokoisen moduulin ytimessä on SiTimen MEMS-oskillaattori.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Nigel puristaa 20 tunnin testaustyön 20 minuuttiin
  • 4G- ja 5G-laitteiden säteilymittaus automatisoituu
  • Qualcommin uusin ajaa 30 miljardin parametrin AI-mallia kännykässä
  • Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin
  • Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi

NEW PRODUCTS

  • Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja
  • Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen
  • 140 watin USB-C-laturi yltää 96 prosentin hyötysuhteeseen
  • ST vähentää komponentteja kilowattiluokan teholähteistä
  • 80 wattia irti tulitikkuaskin kokoisesta teholähteestä
 
 

Section Tapet