회사 소식 혈당 측정기 아키텍처 최적화 방법

점점 더 많은 노인층과 질병 예방에 대한 집중적인 캠페인으로,혈당 모니터 제조업체는 시장에서 일관성있는 성장률을 실현하고 있습니다.증가하는 비만 추세와 기술 발전은 환자들의 건강한 수준을 유지하기 위해 모니터의 보급률과 모니터의 보험 적용을 가속화했습니다.위험과 입원률을 줄이는 것.

모니터는 연속 또는 분리 솔루션을 포함하여 여러 가지 형태를 취할 수 있지만 모두 반도체 센서 기반 프론트 엔드, 프로세서 및 출력 사용자 인터페이스에 의존합니다.연간 모니터 양은 상당하며 단일 OEM는 연간 100만 대에 육박합니다.몇 년 동안, 지배적 인 모니터는 자율 모니터링의 분리 된 솔루션이었습니다. 이 솔루션은 랜세트로 매일 손가락을 찌르는 측면에서 생활 방식의 장애물을 제시합니다.검사 스트립에 혈액을 채취하고 추적 모니터 판독연속 혈당 모니터 (CGM) 는 환자 가 사용 을 매우 쉽게 할 수 있으며, 자율 모니터링 단절 된 솔루션과 관련된 수동 단계 를 제거 합니다.CGM는 제조업체의 스마트폰 앱을 활용하여 환자와 의사 모두에게 간단한 인터페이스를 제공할 수 있습니다., 많은 경우 의사 검토를 위해 기록 업로드의 형태로 텔레 헬스 옵션을 제공합니다.두 가지 아키텍처 솔루션 중 하나는 당뇨병 환자에게 심각한 및/또는 생명을 위협하는 합병증을 예방하기 위해 사용자/환자에게 정확한 포도당 수치를 제공하는 데 초점을 맞추고 있습니다..

양이 높기 때문에 여러 IC 솔루션을 지원하는 이전 설계 방법론은 통합 솔루션에 대한 호응을 빠르게 잃었습니다.오늘날의 표적 반도체 솔루션은 시스템 온 칩 접근 방식을 취합니다., 가능한 한 많은 외부 회로와 구성 요소를 제거하여 솔루션 비용을 줄입니다.분리 된 혈당 모니터 는 디지털-아날로그 변환기 에 의해 흥분 된 전극 을 가진 전기 기계적 시험 스트립 을 사용 하여 혈중 포도당 에 비례 한 측정 된 전류 를 생성 한다그 비율의 전류는 트랜스임피던스 증폭기를 통해 전달됩니다.전압을 생성하여 아날로그-디지털 변환기로 샘플링하여 사용자/환자에게 온도 의존적 판독으로 처리합니다.언급했듯이, 시스템-온-칩 장치들은 이러한 아날로그 블록과 프로세싱을 하나의 장치로 통합합니다.대체 시스템 아키텍처는 추가 기능을 통합할 수 있는 마이크로 컨트롤러에 조건화된 판독을 전달하는 통합 아날로그 프론트 엔드를 사용할 수 있습니다., 블루투스 저 에너지 포함. 연속 혈당 모니터링은 MCU, 아날로그 프론트 엔드 및 BLE 송신기로 구성된 애플리케이션 특정 통합 회로 (ASIC) 아키텍처를 사용합니다.

특징

• 최적화 된 전력
• 저비용 디자인
• 디스크리트/ 연속 모니터
• 통합 아날로그 프론트 엔드
• 무선 연결

시스템 블록 다이어그램

블록 다이어그램은 설계자에게 관심있는 주요 아키텍처 블록을 강조합니다. 솔루션에 대한 결정은 일반적으로 시스템-온-칩 접근 방식 대 시스템-온-칩 접근 방식과 같은 통합 수준을 포함합니다.전통적인 IC이 아키텍처 블록에는 테스트 스트립 삽입을 위한 입력 블록, 그 다음 아날로그 프론트 엔드가 포함됩니다.테스트 스트립에서 나오는 전기 신호의 신호 조건화 책임. 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 Bluetooth여러 메모리 블록은 캘리브레이션 데이터뿐만 아니라 사용자 데이터에 존재 할 수 있으며 모든 블록은 배터리와 관련 충전 및 가스 측정 회로로 전원을 공급합니다.

시스템 이점

논의된 바와 같이, 여러 아키텍처 구현은 통합 솔루션을 활용하여 전체 구성 요소 비용을 줄이고 공간을 절약하여 제시된 블록 다이어그램에 대한 솔루션을 제공 할 수 있습니다.이러한 최적화는 또한 저중량 실현과 더 작은 크기의 배터리 또는 같은 크기의 배터리로 더 긴 수명을 통해 더 나은 최종 사용자 경험을 제공합니다..

이러한 솔루션 중 하나는 시스템 마이크로 컨트롤러에 제시된 DAC, TIA 및 ADC를 결합하는 분리된 모니터 솔루션을 지원하는 아날로그 프론트 엔드를 제공합니다.모듈 방식의 장점은 센서 기술이 발전함에 따라 쉽게 업그레이드 할 수 있습니다.통합 아날로그 프론트 엔드의 사용은 높은 수준의 통합을 제공하여 전체 보드 공간의 복잡성을 줄이고 분리 된 IC에 비해 최적화된 전력 소비를 제공합니다.

온도 측정은 또한 테스트 스트립 근처의 주변 온도 판독에 중요한 매개 변수입니다. 전형적인 측정 정확도는 +/-1C ~ +/-2C입니다.측정은 일반적으로 독립적인 온도 센서 IC 또는 MCU의 ADC에 원격 온도istor를 통해 수행됩니다..

모니터의 중심에는 포도당 모니터의 작동을 제어하고 관리하는 MCU가 있습니다.MCU는 아날로그 프론트 엔드 블록에서 신호 처리 수행에 필요한 처리 전력을 제공합니다., 데이터 저장 관리, 다양한 I/O 및 통신 인터페이스.다양한 제조업체는 혈당 모니터링 애플리케이션을 대상으로 한 MCU 솔루션을 제공하며 어떤 수준에서 아날로그 프론트 엔드 접근 방식의 작업을 통합합니다.여기에는 MCU에 의해 처리되도록 포도당 감지 전극에서 아날로그 신호를 변환하기 위해 탑재된 작동 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기가 포함됩니다.이 접근 방식은 비용 최적화와 규모 효율성을 제공합니다..

전형적인 휴대용 혈당 모니터의 전력 관리는 디스플레이의 사용자 상태를 나타내는 연료 지표와 결합된 1차 또는 2차 배터리 형태로 이루어집니다.그리고 MCU I/O 핀을 통해 배터리 충전기 통신재충전 또는 2차 배터리는 일반적으로 적절한 배터리 충전기와 연료 가이드에 연결 된 단일 셀 리티오 이온 배터리입니다.현대 모니터 의 전형적 인 외부 충전 은 USB 를 통해 이루어진다도크에 충전되는 휴지 배터리가 있다면 제조업체의 요구 사항에 따라 허가된 배터리만 사용되도록 인증이 추가 될 수 있습니다.

디스플레이와 사용자 인터페이스는 일반적으로 LCD 세그먼트 또는 그래픽 포인트 매트릭스 솔루션을 포함한다.그래픽 점 행렬은 개발자에게 사용자 정의 아이콘을 만들고 정보를 표시하는 데 더 많은 유연성을 제공합니다., 이러한 디스플레이는 제조업체의 LCD 모듈에 통합되지 않은 경우 bias 전압과 드라이버와 함께 추가 메모리를 필요로합니다.혈당 모니터 공간에 대한 일부 MCU에는 MCU의 LCD 드라이브 기능이 포함됩니다., 일반적으로 대부분의 경우 세그먼트 기반 디스플레이에 사용됩니다.

LCD 인터페이스 외에도, 어떤 환자들은 그들의 나이와 시력 능력에 따라 읽기 어려움을 겪을 수 있습니다.소음 표시기는 일반적으로 윙윙하는 형태로 포함되어 있으며 일부 경우 화면에 의존하지 않고 환자를 안내하는 음성 보조 장치가 있습니다.가장 간단한 형태에서는 MCU에 사용 가능한 I/O 핀을 통해 펄스 폭을 조절하여 추가 회로 비용을 제한할 수 있습니다.

I/O 및 데이터 인터페이스는 초기에는 컴퓨터에 테스트 결과를 업로드하기 위해 제공되었습니다.오늘날 모니터 디자인은 USB 및 최근에는 블루투스 무선 솔루션과 같은 표준 인터페이스를 활용합니다.이 표준을 혈당 모니터에 추가하여 추가 비용 요인이 있지만,다양한 건강 동맹은 의료 서비스 제공자에게 환자 데이터를 업로드 할 수있는 더 편리한 방법을 위해 산업을 이끌고 있습니다..

전체적으로, 모니터 설계의 핵심 회로에 대한 시스템 아키텍처는 다른 기능이 필요할 때 완전한 재설계가 필요하지 않도록 빌딩 블록으로 사용됩니다.따라서 위험을 부정합니다., 규제 승인을 줄이고 제조업체의 시장에 더 빠른 시간을 제공합니다.