可穿戴設備結合人工智能技術進入醫療產業
發布時間:2023-01-03 責任編輯:wenwei
【導讀】在醫療產業中,有越來越多小巧、隨身的可穿戴設備,成為監測病人生理狀態的最佳工具,隨著人工智能(AI)技術的快速發展,這些可穿戴設備也變得更為精準、智能,能夠提早預判病人的身體狀況變化,以便提供早期預警、及早救護或給藥,挽救更多病人的寶貴生命。本文將為您介紹結合人工智能技術的可穿戴設備的最新發展,以及由艾睿電子代理的ADI、安森美(onsemi)、村田(Murata)公司的相關解決方案。
人工智能和可穿戴技術的完美結合
在醫療保健應用中使用可穿戴設備,其實已經存在了很長一段時間,像是助聽器便是最常見的可穿戴設備。在1980年(nian)代(dai)後(hou)期(qi),數(shu)字(zi)助(zhu)聽(ting)器(qi)的(de)發(fa)明(ming),代(dai)表(biao)著(zhe)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)也(ye)開(kai)始(shi)朝(chao)向(xiang)數(shu)字(zi)化(hua)轉(zhuan)變(bian),隨(sui)後(hou)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)以(yi)各(ge)種(zhong)形(xing)式(shi)發(fa)展(zhan),在(zai)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)日(ri)趨(qu)廣(guang)泛(fan)。
如今,在智能傳感器、人工智能和機器學習技術的支持下,可穿戴設備正被積極用於像是遠程病人監護、早期診斷、jiancemanxingbing,congergaishanhuanzhederichangjiankangheshenghuofangshi,shenzhikeyiyongyuchulijinjijiankangqingkuang。zhinengkechuandaishebeizaiyiliaobaojianlingyudeshiyongyizhizaizengchang,yujizhexieshebeijiangzaiweilaijinianweimeiguojieshengyue2000億美元的行業成本。預計到2025年,全球智能可穿戴設備市場預計將達到1800億美元。
總體而言,由於可穿戴設備具備移動性、自主性、準確性和易用性,結合人工智能技術的可穿戴設備,將成為醫療保健服務提供者的絕佳輔助工具。尤其是在COVID-19疫情時期,當使用適當的醫療設施變得更加困難時,人工智能可穿戴設備顯得尤為重要。
目前已經有使用AI和聲音偵測,來進行遠程心髒監測的可穿戴設備,也有利用AI和大數據技術,來預測女性生育能力的設備,或是麵向盲人和視障人士的AI可穿戴設備,用以在環境中導航並避免與周圍障礙物發生碰撞,以及可幫助聾人“感受”環境的AI可穿戴設備,用以改善殘障人士的活動能力,對許多糖尿病等慢性病患者來說,AI可穿戴設備也可隨時監測患者的血糖變化,自動注射胰島素,來改善糖尿病患者的生活質量。
人ren工gong智zhi能neng和he可ke穿chuan戴dai技ji術shu的de完wan美mei結jie合he,可ke將jiang可ke穿chuan戴dai設she備bei生sheng成cheng的de醫yi療liao保bao健jian數shu據ju通tong過guo人ren工gong智zhi能neng算suan法fa進jin行xing處chu理li,以yi產chan生sheng及ji時shi的de推tui論lun,從cong而er使shi醫yi療liao保bao健jian從cong業ye者zhe能neng夠gou做zuo出chu具ju有you數shu據ju支zhi持chi的de決jue策ce。可ke穿chuan戴dai設she備bei還hai可ke以yi使shi醫yi療liao保bao健jian專zhuan業ye人ren員yuan能neng夠gou通tong過guo遠yuan程cheng醫yi療liao,進jin行xing及ji時shi幹gan預yu來lai促cu進jin遠yuan程cheng護hu理li。結jie合he高gao速su互hu聯lian網wang的de覆fu蓋gai範fan圍wei和he可ke訪fang問wen性xing的de擴kuo大da,以yi及ji對dui以yi較jiao低di成cheng本ben提ti供gong更geng好hao治zhi療liao選xuan擇ze的de需xu求qiu不bu斷duan增zeng長chang,正zheng在zai推tui動dong將jiang人ren工gong智zhi能neng驅qu動dong的de可ke穿chuan戴dai設she備bei結jie合he起qi來lai的de各ge種種創chuang新xin應ying用yong與yu產chan品pin,未wei來lai將jiang具ju有you巨ju大da的de發fa展zhan潛qian力li,並bing將jiang繼ji續xu震zhen撼han整zheng個ge行xing業ye。
完整的產品線滿足穿戴健康監護設備需求
ADI針對可穿戴健康監護設備領域,已經投入相當多的心力,利用ADI的光學、阻抗、生物電位和運動傳感器技術與信號調理專業知識,可以設計多種可穿戴健康監護設備(如健身手環、體育腕表或計步器)。ADI提供高度集成的精密、低功耗片上計量儀的ADuCM350開發平台,該平台集成16位精密模擬前端(AFE)、Cortex M3處理子係統,和業界標準軟件開發環境,並可采用鈕扣電池供電,依靠ADI豐富的標準轉換器、線性和混合信號組件產品組合,可完成各種分立式設計。
ADI用以開發可穿戴健康監護設備的產品相當多樣,像是ADPD4100、ADPD4101、AD8233、ADF7030、ADF7030-1、ADP530、ADPD105、ADPD106與ADPD107。ADPD4100、ADPD4101是多模式傳感器前端,AD8233則是用於心電圖(ECG)及其他生物電測量應用的集成信號調理模塊,還有ADF7030這款高性能、低功耗、169MHz ISM頻段無線電收發器IC、ADF7030-1這款高性能、sub-GHz無線電收發器IC,還可搭配ADP530這款150 mA/500 mA、高效率、超低功耗降壓穩壓器、ADPD105這款集成I2C的亮度測量前端、ADPD106這款集成一個輸出和SPI的亮度測量前端,以及ADPD107這款集成SPI的亮度測量前端。
此外,ADI產品還包括ADuCM3029、ADUCM350、ADXL354、ADXL355與ADXL362。ADuCM3029是一款集成電源管理和256Kb嵌入式閃存的超低功耗ARM Cortex-M3 MCU,以及ADUCM350這款集成Cortex M3內核的可配置阻抗網絡分析儀和恒電位儀,搭配ADXL354這款帶模擬輸出的低噪聲、低漂移、低功耗3軸加速度計、ADXL355這款帶數字輸出的低噪聲、低漂移、低功耗3軸加速度計、ADXL362這款微功耗、3軸、±2 g/±4 g/±8 g數字輸出MEMS加速度計,可賦予可穿戴健康監護設備更豐富的功能。
ADI還推出多種參考設計,可以加快客戶的產品開發速度,像是CN0133、CN0160、CN0159與CN0274。CN0133是利用精密模擬微控製器ADuC7024和數字加速度計ADXL345檢測低g加速度的參考設計,還有用於USB外設隔離器電路的CN0160、用於USB電纜隔離器電路的CN0159,以及超低功耗獨立運動開關的CN0274。
為空間受限的可穿戴醫療產品提供完整解決方案
安(an)森(sen)美(mei)針(zhen)對(dui)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)產(chan)品(pin)也(ye)有(you)相(xiang)當(dang)完(wan)整(zheng)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),看(kan)好(hao)護(hu)理(li)點(dian)技(ji)術(shu)和(he)設(she)備(bei)市(shi)場(chang)的(de)興(xing)起(qi),允(yun)許(xu)在(zai)患(huan)者(zhe)附(fu)近(jin)進(jin)行(xing)更(geng)多(duo)測(ce)試(shi)和(he)診(zhen)斷(duan),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)有(you)效(xiao)性(xing)和(he)成(cheng)功(gong)率(lv)。像(xiang)是(shi)各(ge)種(zhong)醫(yi)學(xue)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)(血糖、氧飽和度、快速鏈球菌等)的進步,以及液體活檢等非侵入性基因組診斷,以便最低限度地為患者提供改進的即時診斷和更快的治療選擇。
安森美廣泛的圖像傳感器產品組合則為相機製造商提供了多種選擇,以滿足從可穿戴設備和消費電子產品,到苛刻的工業、醫療和汽車應用的所有可能終端應用的要求。結合安森美先進的封裝和產品小型化技術,安森美為尺寸、性能和係統集成至關重要的醫療應用提供了一係列技術,像是解決助聽器製造商在過去40多年中高度受限的空間要求,安森美已證明在該領域的領導地位。
以助聽器應用為例,安森美一直是助聽器製造商超低功耗解決方案的領導者,其相關技術包括Audiology DSP係統,相關產品包括EZAIRO 5900、EZAIRO 7100、Ezairo 8300、EZAIRO 7160 SL與EZAIRO 7111。EZAIRO 5900係列具有兩個獨立且完全可編程的信號處理內核,每個內核都具有獨特的屬性;EZAIRO 7100係列可滿足高級助聽器和聽力植入設備的高性能和嚴格的功耗要求;以及Ezairo 8300這款先進的音頻處理器,具有6個可編程或半可編程處理內核,可提供高度的並行性和靈活性;EZAIRO 7160 SL則是一個基於DSP的開放式可編程混合模塊,可在助聽器中實現無線連接;EZAIRO 7111則是一款基於DSP的開放式可編程混合模塊,專為非無線助聽器而設計。
此外,安森美還推出AYRE SA3291這款用於助聽器的預配置無線DSP係統,具有多達8個WDRC通道,這是采用近場磁感應(NFMI)技術的預配置無線DSP係統,使助聽器能夠無線同步程序模式和音量控製,並將感應線圈信號從一個助聽器傳輸到另一個助聽器。當與中繼設備結合使用時,Ayre SA3291除了遠程控製功能外,還可以通過藍牙®實現立體聲音頻流等功能。
滿足醫療保健設備的低功耗、可靠連接需求
隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)滲(shen)透(tou)到(dao)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)領(ling)域(yu),電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)不(bu)斷(duan)增(zeng)強(qiang)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)設(she)備(bei)的(de)功(gong)能(neng)。村(cun)田(tian)處(chu)於(yu)這(zhe)些(xie)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)的(de)最(zui)前(qian)沿(yan),並(bing)且(qie)是(shi)有(you)助(zhu)於(yu)塑(su)造(zao)全(quan)球(qiu)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)未(wei)來(lai)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)提(ti)供(gong)商(shang)。
醫療保健設備越來越多地相互連接,並通過網絡進行連接,這些醫療保健設備要求具備低功耗、可靠連接的特性。村田推出的射頻(RF)模塊是經過驗證、具(ju)備(bei)卓(zhuo)越(yue)射(she)頻(pin)性(xing)能(neng)的(de)產(chan)品(pin),可(ke)協(xie)助(zhu)客(ke)戶(hu)輕(qing)鬆(song)地(di)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)設(she)備(bei)中(zhong)建(jian)立(li)連(lian)接(jie),即(ji)使(shi)是(shi)那(na)些(xie)空(kong)間(jian)有(you)限(xian)且(qie)需(xu)要(yao)保(bao)持(chi)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)設(she)備(bei),也(ye)能(neng)夠(gou)達(da)成(cheng)規(gui)格(ge)的(de)要(yao)求(qiu)。該(gai)組(zu)合(he)模(mo)塊(kuai)(Wifi a/b/g/n/ac/ax + 藍牙5.2.)Type 1XL的村田料號是LBEE5ZZ1XL-774,將相當易於設計並支持天線匹配,可應用於電子健康/家庭監測、血壓計、血糖儀等醫療設備的連接功能。
另一款村田推出的MBN52832藍牙®模塊,村田的料號是WSM-BL241-ADA-008,尺寸隻有7.4 x 7.0 x 0.9 mm,憑借村田的封裝技術,村田的藍牙®mokuaifeichangxiao,yincikerangkehudechanpinyongyougengduokongjian。qicaiyongjinshutucengpingbijishu,xiaochuleduijinshuguanpingbidexuqiu,bingzuidaxiandudijianshaolekehudechengbenhechicun,dangkongjianfeichangbaoguishi,kezaibuxishenglanya®功能或功率的情況下保持較小的空間。該藍牙模塊已經涵蓋射頻設計,無需為高頻模擬設計而煩惱,並已經通過FCC/IC/CE/TELEC測試,因此認證模塊要容易得多,其使用嵌入式MCU模塊,是最簡單和最小的解決方案,還提供板載天線模塊。
該藍牙®mokuaitongguolianghaodeshepinsheji,keyizaigengchangdefanweineijixushiyonggenggaodeshujusulv,ruoshiyongjiaodideshujusulv,zetongxinjulikeyigengchang。cuntiandemokuaijingguojingxintiaoxiao,juyoulianghaodeshepinxingneng,haizhichipipeikehuyingyongsuoxudetianxian,keyingyongyugezhonggerenbaojianshebei,xiangshixueyajianceyi、溫度計、助聽器、血糖儀、胰島素泵、皮膚貼片等產品。
結語
可ke穿chuan戴dai醫yi療liao設she備bei已yi經jing成cheng為wei重zhong視shi健jian康kang人ren士shi與yu各ge種zhong慢man性xing病bing患huan者zhe的de最zui佳jia夥huo伴ban,也ye能neng夠gou協xie助zhu醫yi生sheng做zuo為wei治zhi療liao上shang的de參can考kao依yi據ju,將jiang大da大da改gai變bian醫yi療liao產chan業ye的de發fa展zhan現xian況kuang。本ben文wen介jie紹shao的deADI、安森美、村(cun)田(tian)的(de)產(chan)品(pin)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),將(jiang)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)開(kai)發(fa)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)時(shi)完(wan)整(zheng)的(de)產(chan)品(pin)組(zu)合(he),有(you)意(yi)進(jin)軍(jun)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)市(shi)場(chang)的(de)廠(chang)商(shang),請(qing)直(zhi)接(jie)與(yu)艾(ai)睿(rui)電(dian)子(zi)聯(lian)係(xi),以(yi)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)完(wan)整(zheng)的(de)產(chan)品(pin)信(xin)息(xi)與(yu)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi)。
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