MEDICAL 2 - giugno 2013
X
Medical
con-On-Insulator, silicio su isolante). TI of-
fre soluzioni ottimali per sistemi di diagnosti-
ca e imaging di fascia alta. Il convertitore da
analogico a digitale ADS1298 fornisce otto
canali di conversione con una risoluzione a
24 bit. Il convertitore da analogico a digitale
ADS1299, invece, rappresenta una soluzione
a singolo chip in grado di garantire il rumo-
re più basso possibile per questo tipo di di-
spositivi.
Requisiti per gli impianti
In genere i dispositivi impiantati, ad esempio i pacema-
ker, sono attivi per periodi molto brevi (spesso, per meno
dell’1% del tempo). Tali dispositivi devono rilevare, elabo-
rare e immagazzinare segnali fisiologici e, in alcuni casi,
comunicare questi dati a un’unità centrale esterna al corpo
utilizzando radio a consumo ridotto. Considerata la bassa
frequenza dei segnali, è possibile che le larghezze di ban-
da e le frequenze di campionamento del convertitore dati
siano limitate al di sotto dei kilohertz. Una soluzione per
sistemi avanzati di questo tipo consiste nell’utilizzare circui-
ti integrati a segnali misti che uniscono tecnologia CMOS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor) a consumo
ultra-ridotto e prestazioni bipolari su un unico dispositivo.
È necessario includere i seguenti fattori:
•
bassa corrente residua in stato spento, per ridurre al mi-
nimo il consumo durante i periodi di inattività;
•
memoria non volatile a basso consumo, affidabile e com-
patta;
•
packaging compatto per minimizzare le dimensioni del
sistema.
Sistemi personali prodotti in alti volumi
I principali requisiti per i dispositivi medicali personali
acquistabili senza prescrizioni e prodotti in grandi volumi
(quali monitor da braccio o da polso per la pressione san-
guigna o le pulsazioni) sono il basso costo e le piccole di-
mensioni. Tali dispositivi, inoltre, devono consumare quan-
titativi molto ridotti dell’energia fornita dalla batteria e, al
contempo, presentare la potenza di elaborazione necessa-
ria per rilevare importanti variazioni nei valori fisiologici.
Un’altra caratteristica fortemente auspicabile è data dalla
connettività smartphone attraverso trasmettitori a basso
consumo, che consente agli utenti di scaricare e ricevere
dati. Dispositivi simili vengono utilizzati per tenere sotto
controllo le prestazioni del personale in situazioni di emer-
genza (si pensi ai vigili del fuoco) o di militari in condi-
zioni di stress. TI propone un’ampia gamma di tecnologie
analogiche, ad esempio convertitori dati a basso consumo
per operazioni di rilevamento e funzioni di gestione della
potenza per l’ottimizzazione dell’uso della batteria. Queste
funzioni analogiche, insieme ad altre e alla logica CMOS a
basso consumo, possono essere integrate attraverso avanza-
te tecnologie di elaborazione dei segnali misti. Grazie alle
memorie ferroelettriche ad alta densità (FRAM) numero-
se applicazioni potranno essere migliorate disponendo di
un’elevata velocità di scrittura, simile a quella delle memo-
rie RAM, con operazioni di scrittura a bassa corrente e bas-
sa tensione, oltre a elevate autonomia del ciclo e flessibilità
architetturale.
La famiglia MSP430 di microcontroller (MCU) a 16 bit, ba-
sata su tecnologia ARM e caratterizzata da bassi consumi e
alta integrazione, trova impiego in un’ampia gamma di ap-
plicazioni medicali a ingombro ridotto con alimentazione
a batteria. Si pensi a un monitor dei livelli di glucosio del
sangue, leggero e acquistabile senza prescrizioni. In questo
caso, un microcontroller MSP430 con funzioni di sistema
integrate, non solo offrirà un’efficace soluzione su singolo
chip, ma consentirà anche di implementare sviluppi futuri,
ad esempio l’accumulo di energia dal moto/temperatura
del corpo per l’alimentazione del dispositivo in questione.
Per i dispositivi indossabili, la connettività smartphone si
rivelerà utile per consentire all’utente di visualizzare i va-
lori riportati sul monitor, per inoltrare i dati a un sistema
remoto e per notificare le emergenze al personale medico,
nonché per ricevere inmodalità remota messaggi pertinen-
ti lo stato di salute.
Le soluzioni RF a contenimento energetico realizzate da
TI supportano le reti HAN (Home Area Network) e BAN
(Body Area Network) per un’ampia serie di standard di tra-
smissione. Inoltre, le soluzioni di TI basate sul telefono wi-
reless costituiscono una piattaforma adatta per lo sviluppo
di queste reti informative sanitarie.
Oltre a opzioni MCM (moduli su più chip), che consen-
tono di risparmiare spazio quando per motivi tecnici non
è opportuno procedere a un’integrazione su singolo chip,
TI propone anche package più tradizionali e altre opzioni
avanzate, quali i bare chip per il montaggio su scheda.
Per ulteriori informazioni, visitare il sito Web:
Tabella 1 - Opportunità per la progettazione di attrezzature me-
dicali
