noticias de la compañía sobre El corazón del diagnóstico moderno: Desempaquetar la tecnología de diagnóstico in vitro y sus beneficios

Estos dispositivos operan externamente al cuerpo humano, integrando biosensores sofisticados que detectan interacciones moleculares con alta especificidad, lo que ayuda a los HCP con el análisis de muestras. Además, las unidades avanzadas de procesamiento de señales convierten las señales bioquímicas en datos cuantificables, aprovechando la reducción de ruido y los convertidores analógico-digitales (ADC) para una mayor precisión. El análisis impulsado por inteligencia artificial (IA) procesa grandes conjuntos de datos para identificar biomarcadores, detectar anomalías y proporcionar información predictiva, lo que apoya a los HCP en sus decisiones clínicas. Los sistemas microfluidicos modulares automatizan la preparación de muestras y la entrega de reactivos, garantizando la precisión y la reproducibilidad para reducir los errores humanos. La gestión robusta de la energía y la conectividad de grado médico permiten un funcionamiento ininterrumpido y la transmisión segura de datos de registros electrónicos de salud para cumplir con las regulaciones de ciberseguridad en evolución en la atención médica. Estos sistemas compactos reducen los tiempos de respuesta del diagnóstico, mejoran la eficiencia del flujo de trabajo y facilitan el acceso global a la medicina personalizada. Estas características los convierten en herramientas indispensables en entornos clínicos y de atención médica descentralizados.

Características clave

• Diagnósticos rápidos y precisos
• Pruebas multiplex de alta sensibilidad
• Análisis impulsados por IA
• Diseño centrado en el usuario
• Conectividad integrada

Diagrama de bloques del sistema

La arquitectura del sistema de un dispositivo DIV consta de varios módulos integrados que trabajan juntos sin problemas para ofrecer resultados de diagnóstico fiables y precisos. Cada módulo desempeña un papel fundamental para garantizar la funcionalidad, el rendimiento y la precisión generales del sistema. A continuación, se ofrece una explicación detallada de los componentes principales del diagrama de bloques del sistema para un dispositivo DIV generalizado, junto con un ejemplo de diagrama de bloques de un dispositivo de procesamiento de imágenes.

1. Unidad de preparación de muestras
2. Matriz de biosensores
3. Módulo de procesamiento de señales
4. Motor de análisis de datos (Algoritmos de IA/Aprendizaje automático (ML))
5. Interfaz de usuario (Pantalla/Pantalla táctil)
6. Sistema de gestión de energía
7. Interfaz de comunicación (Wi-Fi/Bluetooth)
8. Módulo de almacenamiento de datos
9. Módulo de control de calidad y calibración
Figura 2: Diagrama de bloques del sistema de un analizador DIV basado en imágenes

El usuario prepara la muestra biológica o química, a menudo implicando tinción, adición de reactivos o lavado. Luego, la muestra se carga en el cartucho del analizador. La unidad de preparación de muestras basada en microfluidos está diseñada para automatizar tareas esenciales como la mezcla de reactivos, la separación de componentes y la preparación de muestras. Con la ayuda de actuadores precisos, incluidos motores, bombas y calentadores, esta unidad maneja líquidos con gran precisión en condiciones controladas. Para gestionar eficazmente pequeños volúmenes de muestra, la unidad incorpora canales y cámaras microfluidicos, lo que garantiza una preparación óptima para el análisis posterior.

Matriz de biosensores

La matriz de biosensores es una característica central del sistema de diagnóstico, que alberga múltiples tecnologías de sensores para detectar y medir interacciones bioquímicas. Un sensor de cámara de procesamiento de imágenes captura imágenes de alta resolución de muestras biológicas, que son esenciales para los diagnósticos que se basan en el análisis morfológico. Estas imágenes se procesan en tiempo real mediante la GPU. Los sensores electroquímicos se emplean para controlar las interacciones iónicas o moleculares, mientras que los sensores ópticos capaces de detectar fluorescencia, absorbancia o quimioluminiscencia ofrecen medios versátiles para analizar muestras. Además, los sensores basados en inmunoensayos se utilizan para identificar antígenos o anticuerpos específicos. Los sensores trabajan al unísono para convertir las reacciones bioquímicas en señales eléctricas, ópticas o mecánicas medibles, formando la base para una interpretación diagnóstica precisa.

Módulo de procesamiento de señales

Después de que los sensores detectan las señales, el módulo de procesamiento de señales amplifica, filtra y digitaliza estas entradas para garantizar que se cuantifiquen con precisión. Utilizando ADC, este módulo garantiza la precisión de las lecturas de la señal. Además, se implementan circuitos especializados de reducción de ruido para mejorar la claridad y la fidelidad de los datos, mitigando cualquier distorsión que pueda comprometer la precisión de los resultados del diagnóstico. En el caso de los DIV basados en el procesamiento de imágenes, la fuente de luz (LED, láser o lámpara halógena) ilumina la muestra y el detector. Los detectores pueden incluir dispositivos de carga acoplada (CCD) o sensores de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS), que capturan la imagen en un área. Estos datos capturados se someten a un preprocesamiento para mejorar la calidad, eliminando el ruido o los artefactos. Luego, las imágenes se segmentan para identificar las regiones de interés.

Motor de análisis de datos (Algoritmos de IA/ML)

El motor de análisis de datos está equipado con algoritmos avanzados de IA y ML que procesan e interpretan los datos del sensor. Estos algoritmos pueden reconocer patrones complejos, diagnosticar afecciones e identificar cualquier anomalía que pueda requerir una investigación adicional. El sistema refina continuamente sus modelos de diagnóstico a través de sistemas de aprendizaje basados en la nube, lo que ayuda a mejorar la precisión de las predicciones y la toma de decisiones a lo largo del tiempo. Este proceso en tiempo real y en evolución mejora el apoyo a los HCP.

Interfaz de usuario (Pantalla/Pantalla táctil)

La interfaz de usuario sirve como punto de interacción entre el dispositivo de diagnóstico y su operador. Con una pantalla táctil, proporciona una interfaz gráfica de usuario (GUI) que permite a los usuarios seleccionar pruebas, controlar el progreso y visualizar los resultados en un formato fácil de usar. La interfaz es compatible con varios idiomas y se puede personalizar para adaptarse a flujos de trabajo específicos, lo que mejora la comodidad y la accesibilidad del dispositivo para diversas necesidades de los usuarios.

Sistema de gestión de energía

Para garantizar un funcionamiento fluido y fiable, el sistema de gestión de energía regula el suministro de energía del dispositivo, ya sea de una fuente de CA o de batería. Está equipado con transformadores de grado médico, reguladores de voltaje y sistemas de respaldo para mantener la funcionalidad continua. Este sistema está optimizado para un bajo consumo de energía, especialmente cuando se admiten diseños de dispositivos portátiles. También es fundamental que el dispositivo permanezca operativo durante períodos prolongados sin interrupción.

Interfaz de comunicación (Wi-Fi/Bluetooth)

La interfaz de comunicación permite que el dispositivo se conecte con sistemas y redes externas a través de tecnologías inalámbricas como Wi-Fi, Bluetooth o comunicación de campo cercano (NFC). Esta conectividad garantiza la transmisión segura de datos a los sistemas de registros electrónicos de salud (EHR) o dispositivos remotos. Además, la integración con plataformas en la nube facilita el diagnóstico remoto y las aplicaciones de telemedicina, lo que permite a los HCP controlar y gestionar los datos de los pacientes desde la distancia.

Módulo de almacenamiento de datos

El módulo de almacenamiento de datos es responsable de almacenar de forma segura los resultados de las pruebas y la información del paciente. Este módulo admite opciones de almacenamiento local, como memoria flash, y la sincronización en la nube para una gestión eficiente de los datos. El cumplimiento de las normas reglamentarias para el manejo de datos médicos, como HIPAA y GDPR, garantiza que se mantenga la confidencialidad del paciente y que el dispositivo funcione dentro de los límites de los requisitos de la industria.

Módulo de control de calidad y calibración

Para garantizar la fiabilidad y la precisión del dispositivo a lo largo del tiempo, el módulo de control de calidad y calibración supervisa el rendimiento del sistema a través de comprobaciones internas periódicas. Incluye estándares de referencia y muestras de control que validan las capacidades de prueba del dispositivo. Se incorporan rutinas de calibración automatizadas para mantener la precisión y la coherencia de los resultados, garantizando el rendimiento a largo plazo del dispositivo en diversos escenarios de diagnóstico. Cada uno de estos componentes desempeña un papel integral en el funcionamiento de un dispositivo DIV, lo que garantiza que el dispositivo ofrezca resultados precisos, fiables y oportunos para los HCP y los pacientes por igual. A continuación, encontrará recomendaciones de componentes que le resultarán útiles. Puede conectarse con nuestro equipo de soporte de ingeniería a través del cuadro de contacto. También tenemos ingenieros de aplicaciones de campo locales que pueden apoyar sus diseños.