Unternehmensnachrichten über Optimierung der Architektur des Blutzuckerspiegelns

Mit einer ständig wachsenden Zahl älterer Bevölkerungsgruppen und gezielten Kampagnen zur Sensibilisierung für die KrankheitspräventionHersteller von Blutzuckermessgeräten verzeichnen eine konstante Wachstumsrate auf dem MarktDie zunehmenden Trends bei Adipositas und die technologischen Fortschritte haben die Verbreitung von Monitoren sowie die Versicherungsschutzbedeckung von Monitoren beschleunigt, um ein gesundes Niveau bei Patienten aufrechtzuerhalten.Verringerung von Risiko und Krankenhausaufenthalten.

Während Monitore viele Formen annehmen können, einschließlich kontinuierlicher oder diskreter Lösungen, beruhen alle auf Halbleiter-Sensor-basierten Front-Ends, Prozessoren und einer Ausgabe-Benutzeroberfläche.Die jährlichen Monitoreinheiten sind beträchtlich, wobei ein einzelner OEM fast 1 Million Einheiten pro Jahr produziert.Seit Jahren ist der dominierende Monitor eine diskrete Lösung für die Selbstüberwachung; diese Lösung stellt Lebensstil-Hürden in Bezug auf tägliche Fingerstechungen mit Lanzeten dar.Blutentnahmen auf Teststreifen und Messwerte auf dem Monitor. Kontinuierliche Blutzuckermessgeräte (CGM) ermöglichen dem Patienten eine erhebliche Benutzerfreundlichkeit, indem die manuellen Schritte, die mit der Selbstüberwachung diskreter Lösungen verbunden sind, beseitigt werden.CGM kann die Smartphone-Apps der Hersteller nutzen, um eine einfache Schnittstelle für Patienten und Ärzte zu schaffen, die in vielen Fällen Tele-Health-Optionen in Form von Aufzeichnungen zur Überprüfung durch den Arzt anbieten.Beide Architekturlösungen konzentrieren sich darauf, dem Anwender/Patienten genaue Blutzuckerspiegelwerte zu liefern, um schwere und/oder lebensbedrohliche Komplikationen bei Diabetikern zu verhindern.

Da die Volumina hoch sind, verloren frühere Konstruktionsmethoden, die mehrere IC-Lösungen unterstützten, schnell die Gunst für integrierte Lösungen.Die heutigen zielgerichteten Halbleiterlösungen verfolgen einen System-on-Chip-Ansatz, so viele externe Schaltungen und Komponenten wie möglich zu beseitigen, um die Lösungskosten zu senken.Diskrete Blutzuckermessgeräte verwenden elektromechanische Prüfstreifen mit Elektroden, die durch einen digital-analog-Wandler erregt werden und einen gemessenen Strom erzeugen, der proportional zur Blutzuckermenge istDieser proportionale Strom wird dann durch einen Transimpedanzverstärker geleitet,Erzeugung einer Spannung, die durch einen Analog-Digital-Wandler entnommen und für den Anwender/Patienten zu einem temperaturabhängigen Messwert verarbeitet wirdWie bereits erwähnt, vereinen die System-on-Chip-Geräte diese analogen Blöcke und Verarbeitung in einem einzigen Gerät.Alternative Systemarchitekturen können eine integrierte analoge Front-End verwenden, die die bedingten Messwerte an einen Mikrocontroller weitergibt, der zusätzliche Funktionalität integrieren kannDie kontinuierlichen Blutzuckerspiegel verwenden eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), bestehend aus einer MCU, einem analogen Frontend und einem BLE-Sender.

Eigenschaften

• Optimierte Leistung
• Kostengünstigere Entwürfe
• Diskrete/kontinuierliche Monitoren
• Integrierte analoge Frontend
• Drahtlose Verbindung

Systemblockdiagramm

Das Blockdiagramm hebt die wichtigsten Architekturblöcke hervor, die für den Designer von Bedeutung sind.traditionelle ICsDiese Architekturblöcke umfassen einen Eingangsblock für den Einsatz eines Teststreifens, gefolgt vom analogen Frontend,verantwortlich für die Signalkonditionierung des elektrischen Signals aus dem Prüfstreifen. 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 BluetoothEs können mehrere Speicherblöcke für Kalibrierungsdaten sowie für Benutzerdaten bestehen, wobei alle Blöcke über eine Batterie und zugehörige Lade- und Gasmessschaltungen mit Strom versorgt werden.

Systemvorteile

Wie bereits erwähnt, können mehrere Architekturimplementierungen Lösungen für das dargestellte Blockdiagramm bieten, indem sie integrierte Lösungen nutzen, die Gesamtkomponentenkosten senken und Platz einsparen.Diese Optimierungen übergreifen auch in die Verringerung des Gewichts und kleinere Batterien oder eine längere Lebensdauer mit der gleichen Batterie, die eine bessere Endbenutzererfahrung bietet.

Eine solche Lösung bietet ein analogues Frontend zur Unterstützung einer diskreten Monitorlösung, die DAC, TIA und ADC kombiniert und dem Systemmikrocontroller präsentiert.Die Vorteile eines modularen Ansatzes ermöglichen eine einfache Modernisierung, wenn die Sensorik fortschreitetDie Verwendung eines integrierten analogen Frontend bietet ein hohes Maß an Integration, wodurch die Komplexität des gesamten Platinenraums reduziert und der Stromverbrauch gegenüber diskreten ICs optimiert wird

Die Temperaturmessung ist auch ein kritischer Parameter für die Messungen der Umgebungstemperatur in der Nähe des Prüfstreifens.Die Messung erfolgt in der Regel mit einem eigenständigen Temperatursensor-IC oder über einen Fernthermistor in den ADC der MCU.

Im Mittelpunkt des Monitors befindet sich eine MCU zur Steuerung und Steuerung des Glukosemonitors.Die MCU liefert die notwendige Rechenleistung, um die Signalverarbeitung vom analogen Frontendblock auszuführen, Datenspeichermanagement und verschiedene I/O- und Kommunikationsschnittstellen.Verschiedene Hersteller bieten MCU-Lösungen an, die auf Anwendungen zur Blutzuckerüberwachung ausgerichtet sind und die auf einer gewissen Ebene die Aufgaben eines analogen Frontend-Ansatzes umfassenDazu gehören Betriebsverstärker an Bord und Analog-Digital-Konverter zur Umwandlung der analogen Signale von den Glukosensorelektroden zur Verarbeitung durch die MCU.Dieser Ansatz bietet Kostenoptimierung und Größeneffizienz.

Das Strommanagement in einem typischen tragbaren Blutzuckermessgerät erfolgt in Form von Primär- oder Sekundärbatterien, die mit einem Brennstoffmessgerät für den Benutzerstatus auf dem Display verbunden sind.sowie Batterieladerkommunikation über MCU-E/A-Pins. Wiederaufladbare oder Sekundärbatterien sind in der Regel Li-Ionen-Einzelzellen, die mit dem entsprechenden Batterieladegerät und dem Brennstoffmessgerät verbunden sind.Typische externe Aufladung in heutigen Bildschirmen erfolgt über USBWenn in einem Dock eine abnehmbare Batterie geladen wird, kann eine Authentifizierung hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Batterien gemäß den Anforderungen des Herstellers verwendet werden.

Die Anzeige und die Benutzeroberfläche umfassen typischerweise ein LCD-Segment oder eine grafische Punktmatrixlösung.Während die grafische Punktmatrix dem Entwickler mehr Flexibilität bei der Erstellung von benutzerdefinierten Symbolen und Anzeigeinformationen bietet, erfordern diese Displays zusätzlichen Speicher, typischerweise zusammen mit Verzerrungsspannungen und Treibern, wenn sie nicht vom Hersteller in das LCD-Modul integriert sind.Einige MCUs, die für den Blutzuckerspiegelbereich bestimmt sind, umfassen die LCD-Fahrfunktion auf der MCU, typischerweise für segmentbasierte Anzeigen in den meisten Fällen.

Zusätzlich zur LCD-Schnittstelle, die Patienten je nach Alter und Sehfähigkeit Schwierigkeiten haben könnten,ein akustischer Anzeiger ist in der Regel in Form eines Zitterns enthalten und in einigen Fällen eine Sprachassistenz, um den Patienten ohne Abhängigkeit vom Display zu führenIn seiner einfachsten Form kann ein Summergerät über verfügbare I/O-Pins auf der MCU durch Pulsbreite moduliert werden, wodurch zusätzliche Stromkreiskosten begrenzt werden.

In den frühen Tagen wurden E/A- und Datenschnittstellen zur Übertragung von Testergebnissen auf einen Computer bereitgestellt.Monitordesigns nutzen heute Standard-Schnittstellen wie USB und in jüngerer Zeit Bluetooth-Wireless-LösungenEs gibt zwar zusätzliche Kostenfaktoren, wenn man diese Standards in Blutzuckermessgeräte einfügt.Verschiedene Gesundheitsbündnisse treiben die Branche auf bequemere Weise an, um Patientendaten an einen Gesundheitsdienstleister zu laden..

Insgesamt werden Systemarchitekturen für die Kernschaltkreise des Monitordesigns als Baustein genutzt, so dass bei Bedarf eines anderen Features kein komplettes Neugestaltungsprozess erforderlich ist.damit das Risiko abgelehnt wird, wodurch die Zulassungen der Behörden reduziert und der Hersteller eine schnellere Markteinführung erhält.