Wearable Healthcare-Geräte verbessern die Qualität der medizinischen Versorgung für ältere Menschen

Da die Weltbevölkerung altert und Gesundheits- sowie Pflegeeinrichtungen zunehmend unter Druck stehen, eine angemessene Versorgung für ältere Menschen zu gewährleisten, schließen IoT-basierte Remote-Überwachungslösungen diese Lücke, indem sie den Senioren praktische, präzise und ferngesteuerte Überwachungsgeräte zur Verfügung stellen, um die Qualität der medizinischen Versorgung zu verbessern. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die aktuellen Herausforderungen in der medizinischen Versorgung älterer Menschen und die von Nordic angebotenen Lösungen.

Ältere Menschen sind bei der Nutzung von Technologie weiterhin unterrepräsentiert

Länder auf der ganzen Welt stehen oft vor der Herausforderung einer alternden Bevölkerung, und ältere Menschen sind die Hauptgruppe, die häufig ins Krankenhaus muss, was eine erhebliche Belastung für die Regierungen darstellt. Allerdings haben die meisten kranken Patienten keine Lust, zum Arzt zu gehen oder von ihrem Zuhause in eine Altenpflegeeinrichtung umzuziehen. Neben der Unannehmlichkeit, ihr langjähriges Zuhause zu verlassen, sind Faktoren wie der Verlust von Unabhängigkeit, Langeweile, Einsamkeit oder die Angst, vergessen zu werden, häufige Gründe, die einem Umzug in eine Altenpflegeeinrichtung entgegenstehen.   Zwar gibt es kaum Möglichkeiten, den Lauf der Zeit und den Alterungsprozess rückgängig zu machen, aber die Technologie bietet immer mehr Wege, Menschen in manchen Fällen von Krankenhäusern und Altenpflegeeinrichtungen fernzuhalten. Die Gesundheitsversorgung hat sich dahingehend verändert, dass sie zunehmend technologieabhängig und datengetrieben ist, um sich von der „virtuellen“ Versorgung in Krankenhäusern oder Arztpraxen zu lösen. Doch obwohl die Pandemie die Einführung von Technologie beschleunigt haben mag, stellt ein Haupthindernis für die Akzeptanz dar, dass viele ältere Menschen der Technologie entweder nicht vertrauen oder sie gar nicht verstehen, was die Umsetzung in der Praxis erschwert.   Laut einer aktuellen Studie des Pew Research Centers hat die Nutzung von Technologie durch Personen über 65 Jahre in den letzten zehn Jahren zwar erheblich zugenommen, jedoch besitzen heute nur 61 % der Amerikaner in dieser Altersgruppe ein Smartphone, und lediglich 75 % sind Internetnutzer. Die Verbreitung bleibt im Vergleich zum Smartphone-Besitz (96 %) und zur Internetnutzung (99 %) unter Personen im Alter von 18 bis 29 Jahren gering. Die Akzeptanz ist bei älteren Amerikanern sogar noch niedriger im Bereich von Wearables: Nur 19 % der über 55-Jährigen besaßen laut Statista im Jahr 2021 solche Geräte. Ausblickend muss es zu einem schrittweisen Anstieg bei der Einführung technologischer Lösungen für Senioren kommen, um ihnen zu helfen, in ihrem eigenen Zuhause zu bleiben, oder um Altenpflegeeinrichtungen in die Lage zu versetzen, angesichts von Personalmangel effektivere Pflege zu leisten.

Die Benutzerfreundlichkeit von zellularen IoT verbessert die Technologie-Nutzung für ältere Menschen

Während Bluetooth LE die beliebteste drahtlose Technologie für vernetzte Wearables bleibt, gewinnt Cellular IoT zunehmend an Beliebtheit bei gesundheitsbezogenen Wearables, da es die Notwendigkeit einer Zwischenkonnektivität beseitigt. Es erfordert weder ein Smartphone noch ein Gateway für den Träger und keine Intervention für kontinuierliche Überwachung. Für ältere Menschen bedeutet dies: kein Pairing, keine Smartphones, keine Notwendigkeit, sich WLAN-Passwörter zu merken – lediglich zuverlässiges und sicheres Senden von Daten in die Cloud.   Da ältere Menschen häufig Schwierigkeiten mit der Nutzung neuer Technologien haben, müssen diese Wearables benutzerfreundlich sein und einfach bedient werden können, ohne dass der Benutzer eine App auf seinem Telefon finden oder sich an seinen Benutzernamen und sein Passwort erinnern muss. Dies ist besonders wichtig, da Zeit entscheidend ist, vor allem bei vermissten oder verletzten Personen.   Erfreulicherweise bieten LTE-M und NB-IoT, die Low-Power Cellular IoT-Technologien, den Goldstandard für zuverlässige und sichere Konnektivität bei Anwendungen, bei denen es um Leben und Tod geht. Hinsichtlich der Netzabdeckung haben Betreiber dasselbe landesweite Abdeckungsnetz ausgerollt wie bei Mobilfunknetzen weltweit. Das bedeutet, dass die meisten Industrieländer sowie eine wachsende Zahl von Entwicklungsländern allgegenwärtige NB-IoT- und/oder LTE-M-Abdeckung bieten.   Cellular IoT ist zudem die sicherste Kommunikationstechnologie mit eingebauten Sicherheitsfunktionen, die Teil des 3GPP-Standards sind. Zusätzliche Sicherheit kann auch auf Chip-Ebene angewendet werden, um einen sicheren Entwicklungsprozess für Produkte zu ermöglichen. Zum Beispiel integriert das nRF9160 Low-Power SiP von Nordic ein LTE-M/NB-IoT-Modem, das zusätzliche Sicherheitsebenen wie Arm TrustZone und Arm CryptoCell für Internet-Verschlüsselung und Anwendungs-Schutz nutzt. Dieses Sicherheitsniveau bietet Entwicklern und Verbrauchern gleichermaßen ein beruhigendes Gefühl, insbesondere bei medizinischen Wearables, die potenziell sensible persönliche Informationen verarbeiten und übertragen.

Tragbare Geräte für zelluläre IoT-basierte Gesundheitsüberwachung gewinnen an Beliebtheit

Eine Reihe von Unternehmen hat Cellular-IoT-basierte tragbare Geräte für die Gesundheitsüberwachung älterer Menschen entwickelt, die verwendet werden können, um Personen mit Alzheimer, Demenz oder Autismus zu verfolgen und zu überwachen. Diese Geräte finden Anwendung in Pflegeeinrichtungen für ältere Menschen oder bei Personen, die unabhängig leben. Diese Wearables unterstützen LTE-M-Konnektivität und GNSS-Positionierung, melden den Standort des Trägers an Familie, Freunde oder Betreuer, wenn der Träger vermisst wird, und integrieren einen Beschleunigungsmesser, um zu erkennen, ob der Träger wahrscheinlich stürzt.   Darüber hinaus gibt es eine Reihe von cloud-cellular-IoT-verbundenen Gesundheits-Wearables, die kontinuierlich eine Vielzahl von wichtigen Gesundheitsindikatoren überwachen und aufzeichnen, darunter Pulsoximeter, Temperatursensoren und Inertial Measurement Unit (IMU)-Sensoren, um Herzfrequenz, Blutsauerstoff, Blutdruck und Temperatur-Vitalwerte zu bestimmen, sowie sogar EKG-Sensoren, um Herzfrequenz und Herzrhythmus aufzuzeichnen. Zusätzlich bieten sie GPS-Positionierung und Sturzerkennung.   Wearables können weiterhin Cellular-IoT- und Bluetooth-LE-Konnektivität in ihre neuen tragbaren Gesundheitsgeräte integrieren, um sowohl den Fernpflege-/Telepflege-Einsatz als auch vielseitige Geräte zu unterstützen. Dabei kann der Träger das Gerät mit seinem Smartphone verbinden, wodurch das Wearable als Smartwatch für Aktivitätsprotokollierung, Inaktivitätswarnungen, Schlafüberwachung und Sturzerkennung fungieren kann.   Diese Funktionen ermöglichen Bluetooth-LE-Konnektivität durch Nordics nRF52832, Unterstützung für Anruf- und Benachrichtigungs-Relays von Smartphones zu Wearables sowie die Unterstützung von Bluetooth-LE-Beacon-Profilen, die die Verbindung mit Beacon-Zubehör für Indoor-Ortungsverfolgung ermöglichen.

Kompaktes und hochintegriertes System-in-Package

Von Nordic eingeführt, ist das nRF9160 ein energieeffizientes System-in-Package (SiP) mit integrierten LTE-M/NB-IoT-Modems und GPS – ein kompaktes, hochintegriertes System-in-Package (SiP), das die neueste energieeffiziente LTE-Technologie, fortschrittliche Verarbeitung und sichere Zugriffsmöglichkeiten einfach nutzbar macht und sich für eine Vielzahl von Ein-Device-Lösungen im Bereich des energieeffizienten zellularen Internets der Dinge (cIoT) eignet.   Das nRF9160 verfügt über einen integrierten Arm Cortex-M33-Anwendungsprozessor, ein vollständiges LTE-Modem, ein Hochfrequenz-Frontend (RFFE) und ein Energiemanagementsystem. Das nRF9160 ist eine führende, kompakte, umfassende und energieeffiziente Lösung für zellulares IoT. Das integrierte Modem des nRF9160 unterstützt LTE-M und NB-IoT und kann weltweit ohne regionale Varianten betrieben werden. Alle stromsparenden Funktionen, einschließlich eDRX und PSM, unterstützen IPv4/IPv6, die Transport- und Sicherheitsebenen (TCP/TLS) sowie Modem-Firmware-Updates über sichere, verschlüsselte Firmware-Over-the-Air (FOTA).   Der im nRF9160 integrierte Arm Cortex-M33-Anwendungsprozessor mit 1 MB Flash-Speicher und 256 KB RAM ermöglicht eine fortschrittliche Anwendungsentwicklung in einer Ein-Device-Lösung und integriert einen GPS-Empfänger, der eine Vielzahl von Betriebsmodi bietet, um verschiedene Anwendungen mit Standortverfolgung zu unterstützen. Das nRF9160 verfügt außerdem über vielseitige integrierte Schnittstellen und Peripherie-Optionen, darunter einen 12-Bit-ADC, RTC, SPI, I²C, I²S, UARTE, PDM und PWM.   Das nRF9160 nutzt die Arm TrustZone-Technologie zur Isolierung und zum Schutz von Firmware- und Hardwarekomponenten, einschließlich Speicher und Peripheriegeräte. Seine Sicherheitsfunktionen sind anderen ähnlichen Produkten überlegen. Arm TrustZone hilft dabei, zuverlässige, sichere IoT-Anwendungen zu entwickeln, indem es sicheres Booten, vertrauenswürdige Firmware-Updates und vertrauenswürdige Ausführungseinheiten ohne Leistungseinbußen ermöglicht.   Das nRF9160 unterstützt Arm CryptoCell, um die Sicherheit weiter zu verbessern, indem kryptografische Algorithmen und Sicherheitsressourcen bereitgestellt werden, die Ihre IoT-Anwendungen vor einer Vielzahl von Angriffsbedrohungen schützen. CryptoCell wurde für leistungsstarke kryptografische Lösungen entwickelt, die für energieeffiziente Geräte optimiert sind. Das nRF9160 unterstützt sowohl SIM- als auch eSIM-Karten für Konnektivität und Authentifizierung bei Mobilfunknetzanbietern.   Die Hardware und das Entwicklungskit des nRF9160 befinden sich in der Massenproduktion und ermöglichen eine vollständige End-to-End-Sensor-to-Cloud-Entwicklung. Nordic entwickelt weiterhin neue Funktionen und optimiert die Leistung. Das nRF9160 unterstützt die LTE-Bänder B1, B2, B3, B4, B5, B8, B12, B13, B14, B17, B18, B19, B20, B25, B26, B28 und B66 und ist zudem zertifiziert.

Bluetooth Low Energy SoC mit Multi-Protokoll- und Multi-Funktions-Unterstützung

Der nRF52832, ein weiteres System-on-Chip (SoC) von Nordic, ist ein vielseitiges Bluetooth-5.4-SoC, das Bluetooth Low Energy, Bluetooth Mesh und NFC unterstützt. Der nRF52832 ist ein Allzweck-Multiprotokoll-SoC, der die Herausforderungen moderner Bluetooth-Low-Energy®-Funktionen, Protokollgleichzeitigkeit sowie umfangreicher Peripherie- und Funktionssätze erfüllt. Darüber hinaus bietet er reichlich Speicherplatz für Flash und RAM.   Der nRF52832 verwendet mehrere Protokolle mit vollständiger Protokollgleichzeitigkeitsfähigkeit. Er unterstützt Bluetooth Low Energy, einschließlich 2 Mbps Hochgeschwindigkeitsübertragung. Bluetooth Mesh kann zeitgleich mit Bluetooth Low Energy betrieben werden, sodass Smartphones Mesh-Knoten bereitstellen, in Betrieb nehmen, konfigurieren und steuern können. NFC, ANT und proprietäre 2,4-GHz-Protokolle werden ebenfalls unterstützt.   Der nRF52832 basiert auf der Arm® Cortex™-M4-CPU mit Gleitkommaeinheit, die mit 64 MHz getaktet ist. Er verfügt über eingebaute NFC-A-Tags für vereinfachte Kopplungs- und Zahlungslösungen. Er bietet zahlreiche digitale Peripheriegeräte und Schnittstellen wie PDM und I2S für digitale Mikrofone und Audio und erreicht durch ein hochentwickeltes integriertes adaptives Energiemanagementsystem einen extrem niedrigen Energieverbrauch.

Fazit

Immer mehr Fernüberwachungstechnologien ermöglichen es älteren Menschen, komfortabler zu Hause zu leben, fernab von Krankenhäusern und Altenpflegeeinrichtungen. Die Pandemie hat die Einführung drahtloser medizinischer Lösungen beschleunigt, doch aktuell sind Nutzer über 60 Jahre in der Nutzerbasis unzureichend vertreten. Zellulares IoT wird von Fernüberwachungsgeräten bevorzugt, da es zuverlässig, sicher ist und keine Smartphones, Gateways oder Benutzerintervention erfordert. Verwandte Produkte werden großes Potenzial für die zukünftige Marktentwicklung haben. Nordics drahtlose Lösung wird das Volumen und den Stromverbrauch von Fernüberwachungsgeräten reduzieren, was von Herstellern, die am Eintritt in den Gesundheitsanwendungsmarkt interessiert sind, unbedingt näher untersucht und übernommen werden sollte.