数十年にわたり、心電図はさまざまな心臓疾患の診断と監視に広く使用されてきました。しかし、人工知能 (AI)、無線通信、低消費電力の集積回路 (IC) などの最新技術をより小型のフォームファクターに統合することで、ECGは心臓ケアの分野に革命を起こすことができます。このアプリケーション概要では、心電図設計の機能、ブロック図、システムの利点について説明します。
心電図（ECG）は、心臓の電気的活動を記録する医療検査です。数十年にわたり、心電図はさまざまな心臓疾患の診断と監視に広く使用されてきました。しかし、人工知能 (AI)、無線通信、低消費電力の集積回路 (IC) などの最新技術をより小型のフォームファクターに統合することで、ECGは心臓ケアの分野に革命を起こすことができます。
Arrowは、多様なテクノロジーとサービスを集約および統合することで、AI、ワイヤレス通信、その他の高度な機能を統合したコネクテッドECGデバイスの開発をお客様から支援します。これにより、製品開発プロセスが加速し、革新的なソリューションをより早く市場に投入できるようになり、最終的には患者の転帰が改善され、医療費が削減されます。
ECGにおけるAIの主な利点の1つは、機械学習アルゴリズムを使用して大量のデータを迅速かつ正確に分析できることです。AIを活用したECGテクノロジーは、人間の臨床医が見逃す可能性のあるECG読み取り値のパターンや異常を特定することで、より正確で効率的な診断を提供し、患者の転帰を改善し、医療費を削減することができます。
ワイヤレスECGテクノロジーは利便性とアクセシビリティに優れていますが、患者データを保護するためのセキュリティ対策が必要です。暗号化プロトコルと安全な認証により、プライバシーを保護し、不正アクセスを防ぐことができます。患者に遠隔ECGモニタリングを提供しながら、サイバー攻撃やデータ侵害を防ぐためには、業界標準のセキュリティ プロトコルとベスト プラクティスに従うことが重要です。
ECGモニタリングとAI、ワイヤレス通信、低消費電力、小型フォーム ファクターの統合により、患者の転帰を改善し、医療提供の効率を高める有望なソリューションを提供する高度な医療機器の開発が可能になりました。これらのデバイスは、患者の心臓活動をリアルタイムで監視し、心臓疾患の早期診断と介入を可能にします。
患者の転帰を改善するテクノロジーについてArrowのエンジニアと話してみませんか?
特徴
- データ分析のためのAIアルゴリズム
- リアルタイムの監視と診断
- 安全なワイヤレス接続
- 低消費電力
- 小型フォームファクター
システムブロック図
紹介するECGシステムは、アナログ フロントエンド、処理インターフェイス、および電源管理ユニットの3つの主要ブロックで構成されています。アナログ フロントエンド ブロックは、患者の体からのECG信号の取得、フィルタリング、調整を担当します。処理インターフェース ブロックは、取得した信号に対してデジタル信号処理と分析を実行し、関連する診断情報を抽出します。最後に、電源管理ユニットはECGシステムの電源を調整し、安全な動作を保証します。
システムの利点
高度なデジタル信号アダプタとアルゴリズムの使用により、ECG機器の信号品質と精度が大幅に向上します。これらのテクノロジーを活用することで、ECGマシンは必要な物理コンポーネントの数を削減し、よりコンパクトでポータブルなデバイスを実現できます。物理的なコンポーネントの削減により、デバイス全体のコストも削減され、より幅広い医療施設や専門家がデバイスを利用できるようになります。
生体電位データを取得するには、心臓が生成した信号をデジタイザーを使用して変換する必要があります。ただし、このプロセスは、外部RFソースからの信号、ペース信号、他の筋肉からの信号、電気ノイズなど、除去する必要があるさまざまな種類の干渉により複雑になる可能性があります。ノイズを除去するために、通常はアナログ フロントエンド (AFE) が使用されます。AFEは、高品質のECG信号を取得して確保するタスクを簡素化するように設計されています。
十分なリソースを備えた小型パッケージでAIモデルを実行できるマイクロコントローラ (MCU) またはマイクロプロセッサ (MPU) を使用する主な利点の1つは、エッジ デバイスにAIを導入できることです。AIモデルがMCU上で直接実行されるため、エッジ デバイスは、処理のためにデータをクラウドやリモート サーバーに送信する必要なく、インテリジェントな決定を下すことができます。これにより、応答時間が大幅に改善され、遅延が短縮されます。これは、ECGデバイスなどのリアルタイム アプリケーションにとって重要です。さらに、MCUまたはMPU上でAIモデルを実行すると、AI用に別のプロセッサを使用する場合に比べて消費電力とコストを大幅に削減できるため、多くのアプリケーションにとってより実用的なソリューションになります。
AIモデルをサポートするMCUとMPUについてエンジニアと話し合うためにお問い合わせください。
ECGデバイスのワイヤレス通信プロトコルとしてBluetooth Low Energy (BLE) を使用すると、いくつかの利点があります。まず、BLEは他の無線通信プロトコルに比べて消費電力が非常に少ないため、頻繁な電池交換を必要とせず長期間使用する必要がある電池駆動のECGデバイスにとって非常に重要です。2番目に、BLEは、ECGデータをリアルタイムで送信できる安全で信頼性の高いワイヤレス接続を提供するため、医療提供者は患者を遠隔で監視し、異常があった場合に迅速に対応できます。3つ目は、BLEが医療業界で無線通信の標準として広く採用されるようになり、ECGデバイスを他の医療システムやデバイスと統合しやすくなったことです。最後に、BLEはユーザーフレンドリーなエクスペリエンスを提供し、患者はスマートフォンやタブレットを使用してECGデバイスに接続し、ECGデータをリアルタイムで表示できるようになります。全体として、ECGデバイスのワイヤレス通信プロトコルとしてBLEを使用すると、患者ケアの改善、患者エクスペリエンスの向上、医療提供者の効率化が可能になります。
効率的な電力管理は、特にバッテリー駆動のデバイスの場合、エッジ ソリューションを正常に動作させるために重要です。まず、USB-Cは、電力とデータ通信の両方を提供できる多目的インターフェースであり、1本のケーブルで両方の機能を使用できます。これにより、エッジ ソリューションの設計が簡素化され、必要なケーブルの数も削減されます。2番目に、エッジ ソリューションにバッテリーを組み込むと、停電の際にバックアップ電源が提供され、デバイスが電源コンセントから独立して動作できるようになります。さらに、バッテリーは電力の変動を平滑化し、PMICへの負担を軽減し、システム全体の安定性を向上させます。3番目に、燃料ゲージを使用すると、バッテリーの充電状態を正確に測定し、残りの電力量に関する情報をシステムに提供できます。これにより、予期しない電力損失を防ぎ、より適切な電力管理が可能になります。最後に、PMICを使用して、バッテリー電圧をシステムに必要な複数の出力電圧に効率的に変換できます。これにより電力損失が削減され、エネルギー効率が向上し、デバイスのバッテリー寿命が延びます。全体として、USB-C、バッテリー、PMICを使用して電源管理を実装すると、エッジ ソリューションの信頼性と効率性が向上し、より柔軟で便利なユーザー エクスペリエンスが提供されます。
最後に、ECGデバイスのユーザー インターフェイスとしてディスプレイを使用すると、患者と医療提供者がECGの測定値を理解しやすくなります。ディスプレイは、測定中にリアルタイムのフィードバックを提供し、タッチ入力やグラフィカル ユーザー インターフェイスなどの追加機能も提供します。
| トレーニング/リソース | ||
|---|---|---|
| ECGアナログフロントエンド 電力管理 シングルセルバッテリー充電器 電源管理IC (PMIC) 接続性 | BLEワイヤレスモジュール BLEワイヤレスSoC マイクロコントローラ ESCセレクターガイド IP&E | USBタイプC RFコネクタ |
| 詳細については、以下にお問い合わせください。 EngineeringSupport@arrow.com | ||
ECG設計サポート
以下のフォームにご記入ください。Arrowの担当者ができるだけ早くご連絡し、デザインのサポートをさせていただきます。
このフォームを送信することにより、arrow.comの使用は アローの利用規約 そして プライバシーポリシー。