Les SoC avancés apportent un changement radical dans les conceptions IoT médicales

Dans l'espace médical et pharmaceutique, l'Internet des objets (IoT) a le potentiel de remodeler radicalement la façon dont les appareils médicaux servent les médecins, les infirmières et les hôpitaux et d'améliorer la qualité de vie et les soins médicaux pour les patients. Et ce n'est que récemment que les avancées dans la conception de systèmes sur puce (SoC) ont permis aux ingénieurs et aux concepteurs de déchiffrer enfin le code des dispositifs médicaux connectés.

Certaines de ces avancées dans la conception des SoC incluent de nouveaux circuits intégrés qui réduisent simultanément l'empreinte énergétique, la quantité d'espace sur la carte nécessaire pour les composants et les coûts des composants. L'ajout de piles jetables aux dispositifs médicaux IoT a été un autre grand pas en avant, nécessaire pour des raisons d'intégration des composants et d'encombrement, ainsi que pour assurer la sécurité des dispositifs médicaux eux-mêmes. Ces deux développements ont rendu l'ingénierie des dispositifs médicaux connectés plus réalisable en termes de nomenclature, de consommation d'énergie et de logistique de fabrication.

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Comment les dispositifs médicaux connectés améliorent les résultats pour les patients

L'IoT crée déjà de nouvelles opportunités pour les appareils médicaux afin de mieux servir les médecins et les patients en ajoutant une connectivité aux appareils traditionnellement hors ligne.

Regardez les glucomètres connectés. Les patients les portent comme un patch, l'aiguille sous la peau mesurant la glycémie, puis transmettant cette information à une application sur le smartphone de l'utilisateur. Non seulement il s'agit d'une alternative indolore et durable pour les diabétiques qui n'ont plus besoin de se piquer constamment les doigts pour le sang, mais il offre également une nouvelle façon de recueillir et de stocker des données sur les taux de glucose des patients en temps réel, de manière pratique accessible sur leurs téléphones pour une référence facile plus tard.

Les inhalateurs intelligents sont une autre application innovante de la connectivité dans les dispositifs médicaux. Avec les inhalateurs traditionnels, les patients asthmatiques doivent attendre environ 30 à 60 secondes entre les bouffées pour que le médicament soit le plus efficace. Mais une étude publiée plus tôt cette année ont constaté que 84 % des patients n'attendaient pas 30 secondes (le strict minimum de temps recommandé) entre les inhalations.

En fait, 54% n'ont même pas attendu 15 secondes. Lorsque les patients n'utilisent pas correctement l'inhalateur, ils ne reçoivent pas le bon dosage de médicament. Par conséquent, les appareils ne sont pas aussi efficaces qu'ils pourraient l'être et devraient l'être. Et, bien sûr, le patient n'a aucune idée qu'il n'utilise pas l'inhalateur correctement parce qu'un médecin n'est pas là pour fournir ce retour d'information.

L'ajout de connectivité à l'inhalateur résout directement ce problème. Les inhalateurs intelligents mesurent l'utilisation de l'appareil en temps réel, donnant aux patients un retour immédiat sur l'efficacité de leurs inhalations, le dosage qu'ils reçoivent, la fréquence à laquelle ils le reçoivent, etc. Il s'agit d'informations utiles pour les patients, car elles leur rappellent instantanément quand et comment utiliser leurs inhalateurs pour obtenir le plein effet. Mais c'est aussi utile pour les entreprises pharmaceutiques. Au lieu d'évaluer l'efficacité de leurs appareils en s'appuyant sur des questionnaires d'utilisateurs (qui sont souvent remplis par les patients en fonction de la façon dont ils pensent utiliser l'inhalateur plutôt que de leur comportement réel), les entreprises obtiennent des données immédiates et précises sur le comportement des utilisateurs et peut ajuster au besoin.

Les tensiomètres (BP) sont un autre exemple de dispositifs médicaux qui ont été améliorés en les rendant plus intelligents. En règle générale, si vous avez besoin de mesurer votre tension artérielle, vous la faites faire au cabinet du médecin. Mais pour de nombreux patients, une visite chez le médecin est une période stressante. Le simple fait d'être dans un cabinet médical ou un hôpital peut élever la lecture de la PA d'une personne plus haut que d'habitude, ce qui entraîne un nombre inexact. L'utilisation d'un tensiomètre connecté à domicile peut aider à garantir une lecture de la PA au repos plus typique, qui est ensuite transmise au cloud pour que le cabinet du médecin puisse y accéder. Il s'agit d'informations de meilleure qualité tant pour le médecin que pour le patient, permettant des diagnostics et des prescriptions plus précis.

S'il y a un fil conducteur à ces applications et à d'autres applications de dispositifs médicaux connectés, telles que les patchs de thermomètre continu ou les dispositifs d'injection intelligents, c'est bien celle-ci :des données plus nombreuses et de meilleure qualité améliorent les soins aux patients. Les dispositifs médicaux intelligents permettent aux sociétés pharmaceutiques et médicales de créer d'énormes bases de données qui recueillent des commentaires de haute qualité et en temps réel des patients sur tout, de l'efficacité des médicaments à la discipline d'utilisation des patients. Cette base de données est alimentée par des informations en temps réel sur le comportement des utilisateurs fournies par les appareils connectés, ce qui, à son tour, donne aux médecins des informations plus précises sur la façon de traiter leurs patients et permet à ces patients d'apporter des ajustements à leurs propres plans de traitement (par exemple, en les informant si ils ne prennent pas assez de la dose prévue d'un inhalateur ou ne le prennent pas assez régulièrement).

Surmonter les défis de conception

Bien que la connectivité et les appareils médicaux intelligents changent la donne pour les patients et les médecins, il s'agit d'une tendance relativement récente. Pendant des années, les ingénieurs en dispositifs médicaux ont été limités par un certain nombre de facteurs prohibitifs.

Le coût, comme d'habitude, est l'un des grands défis. La nomenclature, à la fois pour le SoC et les composants externes nécessaires à la conception d'un tensiomètre intelligent ou d'un inhalateur intelligent, a été un obstacle majeur pour les ingénieurs essayant de fournir une connectivité significative pour ces applications.

La consommation d'énergie et la durée de vie ont également été des obstacles majeurs à la conception. Les dispositifs médicaux ont souvent une longue durée de conservation, allant de 18 mois à quatre ans. C'est long à utiliser, et si le SoC ne consomme pas efficacement l'énergie, il ne sera tout simplement pas en mesure de répondre aux besoins des utilisateurs. À quoi sert un glucomètre intelligent pour une personne diabétique si la batterie ne peut pas durer plus de quelques mois avant de s'épuiser ?

Ce n'est qu'en abordant à la fois les problèmes de coût et d'encombrement que les ingénieurs peuvent élargir la portée et la disponibilité des dispositifs médicaux connectés. L'intégration de batteries à l'oxyde d'argent dans le cadre de la conception de la puce est une voie à suivre. Leur conception petite et mince les rend plus faciles à intégrer sur la puce. Leur faible capacité, lorsqu'elle est couplée à un convertisseur DC/DC, réduit la tension et garantit que la capacité de la batterie est capable de fonctionner pendant cette fenêtre de 18 mois à quatre ans, avec du jus à revendre. Leur nature jetable signifie que les patients peuvent jeter en toute sécurité leurs inhalateurs ou injecteurs, y compris la batterie, après utilisation. Et leur prix abordable permet également de réduire les coûts globaux de nomenclature pour l'appareil.

Un changement radical pour les dispositifs médicaux et l'IoT

Bien que l'industrie des dispositifs médicaux ne soit pas connue pour ses cycles d'examen rapides, il est difficile de ne pas voir à quelle vitesse le sol évolue sous les pieds de ces ingénieurs. Nous n'en sommes encore qu'aux premiers jours des dispositifs médicaux intelligents et connectés, mais la feuille de route est claire :de nouvelles solutions SoC qui optimisent l'intégration des composants, réduisent les coûts de nomenclature et réduisent la consommation d'énergie de moitié, associées à l'explosion du stockage dans le cloud et du Big Data — ont créé un marché plus fertile que jamais pour que les dispositifs médicaux intelligents prennent leur envol et fournissent des commentaires en temps réel aux patients sur l'efficacité des médicaments et contribuent à améliorer la qualité de vie globale.

—Adrie Van Meijeren est responsable du groupe marketing produit pour la connectivité basse consommation chez Dialog Semiconductor.

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