EO_485

XXX Medical MEDICAL 19 - APRILE 2020 Il mercato dei monitor indossabili per i pazienti indossabi- li è in rapida crescita. Le due principali caratteristiche per i monitor indossabili sono la portabilità (o le dimensio- ni) e l’autonomia (o la durata della batteria). Gli odierni prodotti medici indossabili non solo misurano i parametri vitali, ma possono fungere anche da sistemi di risposta alle emergenze personali. Le applicazioni portatili e indossabili sono in genere ali- mentate a batteria e, per i consumatori, la durata della batteria è una delle considerazioni chiave per l’acquisto. La durata della batteria è fondamentale poiché la mag- gior parte dei monitor per i pazienti esegue in continuo la misurazione e il monitoraggio. I sistemi alimentati a batteria richiedono un accurato par- tizionamento, un ridotto utilizzo degli spazi e un uso effi- ciente della carica disponibile. È importante abilitare più funzionalità e, al tempo stesso, fornire energia in modo più efficiente in spazi ristretti per un tempo più lungo. Funzioni come stand-by, sospensione, risparmio energe- tico, ibernazione e spegnimento sono fondamentali per i progettisti al fine di ridurre il consumo energetico e pro- lungare la durata della batteria. Pur essendo disponibili microcontroller (MCU) a basso consumo e circuiti integrati analogici, non sarà possibile sfruttare la maggior parte delle ultime tecnologie nella progettazione senza ottimizzare la gestione dell’alimenta- zione. È importante scegliere l’architettura di alimenta- zione corretta per ottenere un’applicazione più efficiente e prolungare l’autonomia della batteria. Quest’articolo mette in evidenza diversi schemi di alimentazione per migliorare la durata della batteria nei monitor indossabili per i pazienti e nei cerotti medici. Tipologie di batterie utilizzate in applicazioni mediche Dispositivi come cardiofrequenzimetri, cerotti multipa- rametrici, monitor per la glicemia, monitor per la pres- sione arteriosa, pulsossimetri, monitor per fitness e per le attività possono essere portatili e indossabili. Molti di questi dispositivi sono usa e getta o utilizzano batterie che devono essere sostituite, ma le loro connessioni a dispo- sitivi intelligenti ne fanno aumentare sempre più le esi- genze in termini di consumo energetico. Le batterie usa e getta (batterie primarie non ricaricabili come CR2032 o CR3032) potrebbero non essere sufficienti e quindi spin- gere verso l’utilizzo di batterie ricaricabili. Le batterie agli ioni di litio (Li-ion), ai polimeri di litio (Li- poly), al nichel-metallo idruro (NiMH), al litio-ferro-fosfa- to, al litio-manganese e allo zinco sono diffuse tipologie chimiche per le batterie dei dispositivi medici: ciascuna tipologia richiede un diverso circuito di carica. Inoltre, è importante notare che le batterie ricaricabili presentano un tasso di autoscarica. Per ridurre la distinta base (BOM, Bill of Materials) e le dimensioni, i progettisti possono collegare le batterie di- rettamente al modulo radio e ad altre periferiche, ma il funzionamento diretto con la tensione della batteria non è il modo più efficiente di utilizzare la batteria. Scelta del giusto caricabatterie per migliorare la durata della batteria La ricarica della batteria per i dispositivi indossabili è im- pegnativa perché le batterie devono avere dimensioni e capacità ridotte. Le correnti di carica variano notevol- mente a seconda che si utilizzi una batteria da 50 mAh, 100 mAh o 200 mAh e che si debba caricare a una velocità di 0,5 C (C), 1 C o 2 C. La chiave sta nell’includere nel progetto una capacità di corrente di carica rapida pro- grammabile. Sebbene sia importante ottenere una ricarica rapida, è importante anche far arrivare quanta più energia possi- Sanjay Pithadia • System Engineer Medical Sector, System Engineering and Marketing • Texas Instruments Come migliorare la durata della batteria nei prodotti medicali Quest’articolo mette in evidenza diversi schemi di alimentazione utili per aumentare la durata della batteria nei monitor indossabili per i pazienti e nei cerotti per uso medicale