bedrijfsnieuws over Hoe de architectuur van een bloedglucosemeter te optimaliseren

Met een steeds groter aantal oudere bevolkingsgroepen en gerichte campagnes voor bewustmaking over ziektepreventie,de producenten van bloedglucosemonitors realiseren een consistente groei op de marktDe toenemende obesitastrends en de technologische vooruitgang hebben de prevalentie van monitors versneld, evenals de verzekeringsdekking van monitors om gezonde niveaus bij patiënten te handhaven.het risico en ziekenhuisopnames verminderen.

Hoewel monitors vele vormen kunnen aannemen, waaronder continue of discrete oplossingen, zijn ze allemaal afhankelijk van op halfgeleider-sensoren gebaseerde front-ends, processors en een uitgangsgebruikersinterface.de jaarlijkse hoeveelheden monitors zijn aanzienlijk met een enkele OEM die bijna 1 miljoen eenheden per jaar produceert;De belangrijkste monitor is al jaren een discrete oplossing voor zelfmonitoring.bloedopnames op teststrips en metingen van de monitor. Continu bloedglucosemonitors (CGM) bieden de patiënt een aanzienlijk gebruiksgemak, waardoor de handmatige stappen die verband houden met zelfmonitorende discrete oplossingen worden geëlimineerd.CGM kan gebruik maken van de smartphone-apps van fabrikanten om een eenvoudige interface te bieden voor zowel patiënt als arts, in veel gevallen telemedicinale opties aanbieden in de vorm van het uploaden van gegevens voor medische beoordeling.Beide architectuuroplossingen zijn gericht op het verstrekken aan de gebruiker/patiënt van nauwkeurige metingen van het glucosegehalte om ernstige en/of levensbedreigende complicaties bij diabetespatiënten te voorkomen..

Aangezien de volumes hoog zijn, verloren eerdere ontwerpmethoden die meerdere IC-oplossingen ondersteunden snel de gunst voor geïntegreerde oplossingen.De huidige gerichte halfgeleideroplossingen hebben een systeem-op-chip aanpak, waarbij zoveel mogelijk externe circuits en componenten worden geëlimineerd om de oplossingskosten te verlagen.Discrete bloedglucosemonitors maken gebruik van elektromechanische teststrips met elektroden die worden opgewonden door een digitale-analoog-omvormer en die een gemeten stroom opleveren die evenredig is met de glucose in het bloedDie proportionele stroom wordt vervolgens door een transimpedantieversterker geleid.het produceren van een spanning die door een analoge-digitale converter wordt geprobeerd en verwerkt wordt tot een temperatuur-afhankelijke aflezing voor de gebruiker/patiëntZoals reeds is opgemerkt, bevatten de system-on-chip-apparaten deze analoge blokken en verwerking in één apparaat.Alternatieve systeemarchitecturen kunnen een geïntegreerde analoge front-end gebruiken die de geconditioneerde metingen doorgeeft aan een microcontroller die extra functionaliteit kan bevattenContinu bloedglucosemonitors maken gebruik van een applicatie-specifieke geïntegreerde schakeling (ASIC) architectuur bestaande uit een MCU, analoge front-end en BLE-zender.

Kenmerken

• Geoptimaliseerde vermogen
• Goedkope ontwerpen
• Discrete/continuous monitors
• Geïntegreerde analoge front-end
• Draadloze verbinding

Systeemblokdiagram

Het blockdiagram belicht de belangrijkste architectuurblokken die de ontwerper aangaan.traditionele IC'sDeze architectuurblokken omvatten een ingangsblok voor het inbrengen van de teststrook gevolgd door de analoge front-end,verantwoordelijk voor de signaalconditionering van het elektrische signaal van de teststrook. The analog front-end output is passed into a microcontroller or SoC block for processing the signal and converting to a glucose reading that can be displayed on the user screen as well as communicated via BluetoothEr kunnen meerdere geheugenblokken bestaan voor kalibratiegegevens en gebruikersgegevens, waarbij alle blokken worden gevoed via een batterij en bijbehorende oplaad- en gasmetingscircuits.

Voordelen van het systeem

Zoals besproken, kunnen verschillende architectuurimplementaties oplossingen bieden voor het gepresenteerde blokdiagram met behulp van geïntegreerde oplossingen, waardoor de totale componentenkosten en ruimtebesparingen worden verminderd.Deze optimalisaties gaan ook over op minder gewicht en kleinere batterijen of een langere levensduur met dezelfde batterij die een betere eindgebruikerservaring biedt..

Een dergelijke oplossing biedt een analoge front-end ter ondersteuning van een discrete monitoroplossing die DAC, TIA en ADC combineert en aan de systeemmicrocontroller wordt gepresenteerd.De voordelen van een modulaire aanpak maken het mogelijk om de sensortechnologie gemakkelijk te upgradenHet gebruik van een geïntegreerde analoge front-end zorgt voor een hoog niveau van integratie, waardoor de complexiteit in de totale bordruimte wordt verminderd en het stroomverbruik wordt geoptimaliseerd ten opzichte van discrete IC's

De temperatuurmeting is ook een cruciale parameter voor de omgevingstemperatuur in de buurt van de teststrook.De meting wordt doorgaans uitgevoerd met een zelfstandige temperatuursensor IC of via een thermistor op afstand in het ADC van de MCU.

In het hart van de monitor bevindt zich een MCU die wordt gebruikt om de werking van de glucosemonitor te controleren en te beheren.De MCU levert de benodigde verwerkingskracht om signaalverwerking uit te voeren van het analoge front-endblok, gegevensopslagbeheer en verschillende I/O- en communicatieinterfaces.Verschillende fabrikanten bieden MCU-oplossingen aan die zijn gericht op toepassingen voor bloedglucosemonitoring die op enig niveau de taken van een analoge front-end-aanpak bevattenDeze omvatten operatieve versterkers aan boord en analoge-digitale omzetters voor de omzetting van de analoge signalen van de glucose-sensorelektroden voor verwerking door de MCU.Deze aanpak biedt kostenoptimalisatie en efficiëntie van de grootte.

Het stroombeheer van een typische draagbare bloedglucosemonitor bestaat uit primaire of secundaire batterijen gekoppeld aan een brandstofmeter voor de status van de gebruiker op het scherm.alsmede batterijopladercommunicatie via MCU-I/O-pinsOplaadbare of secundaire batterijen zijn meestal Li-ion-batterijen met een enkele cel die zijn verbonden met de juiste batterijoplader en brandstofmeter.Typisch extern opladen in hedendaagse monitors gebeurt via USBAls er een verwijderbare batterij is die in een dok wordt opgeladen, kan authenticatie worden toegevoegd om ervoor te zorgen dat alleen geautoriseerde batterijen worden gebruikt volgens de eisen van de fabrikant.

Het scherm en de gebruikersinterface bestaan doorgaans uit een LCD-segment of een grafische puntmatrixoplossing.Terwijl de grafische dot matrix de ontwikkelaar meer flexibiliteit biedt bij het maken van aangepaste pictogrammen en het weergeven van informatie, deze displays vereisen extra geheugen, meestal samen met biasspanningen en stuurprogramma's als deze niet zijn opgenomen in de LCD-module van de fabrikant.Sommige MCU's gericht op de bloedglucosemonitorruimte omvatten de LCD-aandrijving op de MCU, meestal voor segmentgebaseerde weergaven in de meeste gevallen.

Naast de LCD-interface, die patiënten kunnen hebben moeite met lezen afhankelijk van hun leeftijd en gezichtsvermogen,een geluidsindicator is meestal opgenomen in de vorm van een zoemer en in sommige gevallen een spraakassistent om de patiënt te begeleiden zonder afhankelijk te zijn van het schermIn zijn eenvoudigste vorm kan een buzzer via beschikbare I/O-pins op de MCU worden gemoduleerd op basis van de pulsbreedte.

In de beginjaren werden I/O- en data-interfaces aangeboden voor het uploaden van testresultaten naar een computer.Monitorontwerpen maken tegenwoordig gebruik van standaardinterfaces zoals USB en meer recent Bluetooth-draadloze oplossingenHoewel er bijkomende kostenfactoren zijn door deze normen toe te voegen aan bloedglucosemonitors, is het mogelijk om de kosten te verhogen.Verschillende gezondheidsorganisaties drijven de industrie op zoek naar gemakkelijker manieren om patiëntgegevens te uploaden naar een zorgverlener.

Over het algemeen worden systeemarchitecturen voor de kerncircuits van het monitorontwerp gebruikt als bouwsteen, zodat wanneer een andere functie nodig is, geen volledig herontwerp nodig is.en daarmee het risico tenietdoen, waardoor de goedkeuring door de regelgevende instanties wordt verminderd en de producenten sneller op de markt kunnen komen.