医療用ウェアラブルは高齢者医療の質を向上させます

世界の人口が高齢化し、医療施設や介護施設が高齢者に適切なケアを提供することへのプレッシャーが増大する中、セルラーIoTを基盤とした遠隔監視ソリューションがこのギャップを埋める役割を果たしています。それによって、高齢者に便利で正確な遠隔監視デバイスを提供し、高齢者医療の質を向上させています。本記事では、高齢者医療における現在の問題点と、ノルディックが提供するソリューションについて考察します。

高齢者は依然としてテクノロジーの利用において十分に代表されていません。

世界中の国々はしばしば高齢化の問題に直面しており、高齢者はしばしば病院に行く必要のある主要なグループであり、それが政府に重い負担を与えています。しかし、多くの病人は、医者に行ったり、自宅から高齢者向け介護施設に移動することを嫌がります。その理由は、長年住んだ家を離れる不便さに加え、自立喪失、退屈、孤独感、忘れられることへの恐怖といった理由がよく挙げられます。   時間の流れや老化過程を逆転させる方法はほとんどありませんが、技術は病院や高齢者介護施設からの離脱を助ける方法をますます提供しています。医療の提供は技術とデータ駆動型にますます依存する形へとシフトしており、「バーチャル」ケア（病院や診療所における従来の診療）から脱却する動きが進んでいます。しかし、パンデミックは技術の採用を加速させたかもしれませんが、大きな障壁として、多くの高齢者が技術をまったく信用していない、あるいは理解できないという問題があり、その導入を実際に行うのが難しくなっています。   Pew Researchの最近の調査によると、65歳以上の人々による技術の利用は過去10年間で大幅に増加しましたが、現在、その年代のアメリカ人のうちスマートフォンを所有しているのはわずか61％であり、インターネットを利用している人は75％にとどまっています。これは、18歳から29歳の人々におけるスマートフォン所有率（96％）やインターネット利用率（99％）に比べて依然として低い数字です。また、Statistaによると、ウェアラブルデバイスの普及率はさらに低く、55歳以上のアメリカ人でそれを所有しているのは2021年時点でわずか19％でした。今後、高齢者が自宅で生活を継続できるようにする、あるいは介護士不足に直面する介護施設がより効果的なケアを提供できるようにするために、高齢者向けの技術ソリューションの採用を段階的に増加させる必要があります。

セルラーIoTの利便性は、高齢者の技術利用を向上させます

Bluetooth LEは依然として接続型ウェアラブルの中で最も人気のある無線技術ですが、携帯ネットワークを利用したセルラーIoTは、健康関連ウェアラブルの間で人気を集めています。これは、中間的な接続を不要にし、着用者にスマートフォンやゲートウェイを必要とせず、介入なしに継続的なモニタリングを実現するからです。高齢者にとっては、ペアリングの必要もなく、スマートフォンもいらず、Wi-Fiネットワークのパスワードを覚える必要もありません。ただ、データをクラウドに信頼性と安全性をもって送り届けるだけです。   高齢者は新しい技術を使うことに困難を感じることが多いため、これらのウェアラブルは使いやすく、ユーザーがスマートフォンでアプリを探したり、ユーザー名やパスワードを覚えたりする必要がない形で操作できる必要があります。これは特に、行方不明者や負傷者に関する時間が重要な場合において大切です。   安心できる点として、LTE-MやNB-IoTといった低消費電力のセルラーIoTは、信頼性と安全性の高い接続を提供し、生死にかかわる用途においてもゴールドスタンダードとされています。カバレッジ（通信可能範囲）の面では、事業者が世界中でセルラーネットワークと同様の全国的な通信網を展開しています。これにより、多くの先進国と、増え続ける発展途上国において、NB-IoTまたはLTE-Mの普及した通信カバレッジが提供されています。   さらに、セルラーIoTは最も安全な通信技術でもあり、3GPP規格に基づくセキュリティ機能が内蔵されています。追加のセキュリティも、チップレベルのデバイスで適用可能で、安全な設計プロセスでの製品開発を実現します。例えば、NordicのnRF9160低消費電力SiP（システムインパッケージ）は、LTE-M/NB-IoTモデムを統合し、Arm TrustZoneやArm CryptoCellを活用してインターネットレベルの暗号化とアプリケーション保護のための追加セキュリティを提供します。このレベルのセキュリティにより、特に医療用ウェアラブルが潜在的に機密性の高い個人情報を処理・送信する場面において、開発者や消費者は安心感を得ることができます。

セルラーIoTを活用した健康モニタリング用ウェアラブルデバイスが人気を集めています

いくつかの企業は、高齢者の健康モニタリングを目的とした、セルラーIoTをベースにしたウェアラブルデバイスを開発しました。このデバイスはアルツハイマー病、認知症、自閉症の人々の追跡とモニタリングに使用できるほか、高齢者施設や独立して生活する個人への適用が可能です。これらのウェアラブルデバイスはLTE-M接続やGNSS測位をサポートし、着用者が迷子になった場合、着用者の位置情報を家族、友人、または介護者に報告します。また加速度計を統合し、着用者が転倒する可能性が高いかどうかを検知する機能も備えています。   さらに、クラウドに接続されたセルラーIoTベースの健康ウェアラブルデバイスも多数あり、これらは脈拍酸素濃度計、温度センサー、慣性計測ユニット（IMU）センサーを含む幅広い主要な健康指標を継続的にモニタリング・記録します。これにより心拍数、血中酸素濃度、血圧、体温などの重要な健康サインを測定できるほか、心拍数や心拍リズムを記録するための心電図（ECG）センサー、GPS測位機能、転倒検知機能も利用できます。   ウェアラブルデバイスはさらに、セルラーIoTとBluetooth LE接続を統合して、新しいヘルスケアウェアラブルデバイスにおける遠隔医療/テレケアソリューションと汎用デバイスの二重使用を満たすことができます。また、スマートフォンと接続して、活動ログ記録、無活動警告機能、睡眠モニタリング、転倒検知を行うスマートウォッチとしても機能するデバイスとして活躍できます。   これらの機能により、NordicのnRF52832を介したBluetooth LE接続を提供し、スマートフォンからウェアラブルデバイスへの通話や通知リレーのサポートや、室内位置追跡のためにビーコンアクセサリーを接続するBluetooth LEビーコンプロファイルもサポートできます。

コンパクトで高集積なシステム・イン・パッケージ

Nordicによって導入されたnRF9160は、LTE-M/NB-IoTモデムおよびGPSを統合した低電力のシステムインパッケージ（SiP）です。このコンパクトで高度に統合されたSiPは、最新の低電力LTE技術、高度な処理能力、安全なアクセス機能を簡単に利用できるようにし、さまざまな単一デバイス低電力セルラーIoT（cIoT）設計に適しています。   nRF9160には組み込みのArm Cortex-M33アプリケーションプロセッサ、フルLTEモデム、無線周波数フロントエンド（RFFE）、および電力管理システムが搭載されています。市場をリードするこのコンパクトで包括的、かつ省エネルギーなセルラーIoTソリューションであるnRF9160は、LTE-MとNB-IoTをサポートしており、地域によるバリエーションなしで世界中で動作可能です。eDRXやPSMを含むすべての省電力機能は、IPv4/IPv6、トランスポートおよびセキュリティ（TCP/TLS）のレベル、およびセキュリティ保護されたFOTA（ファームウェアの無線更新）を通じたモデムファームウェアのアップグレードをサポートしています。   nRF9160に内蔵された1MBのフラッシュメモリと256KBのRAMを備えたArm Cortex-M33アプリケーションプロセッサにより、高度なアプリケーション開発が単一デバイスで可能です。また、GPS受信機を統合し、位置追跡を使用するさまざまなアプリケーションに対応するためのさまざまな動作モードを提供します。さらに、nRF9160には12ビットADC、RTC、SPI、I²C、I²S、UARTE、PDM、PWMを含む多用途なインターフェースと周辺機能が組み込まれています。   nRF9160は、Arm TrustZone技術を利用して、ファームウェアやハードウェアコンポーネント（メモリや周辺機器）の隔離と保護を実現しています。そのセキュリティ機能は同種の製品より優れています。Arm TrustZoneは、安全な起動、信頼できるファームウェア更新、トラストルート実行を可能にし、性能を妥協することなく信頼性の高い安全なIoTアプリケーションを構築する助けとなります。   さらにnRF9160は、Arm CryptoCellをサポートしており、暗号化アルゴリズムとセキュリティリソースを提供することで、IoTアプリケーションをさまざまな攻撃脅威から保護します。CryptoCellは、高性能暗号化ソリューションをエネルギー制約のあるデバイスに最適化するために設計されています。nRF9160はモバイルネットワークオペレーターとの接続と認証のために、SIMカードおよびeSIMカードの両方をサポートしています。   nRF9160ハードウェアと開発キットは、大量生産され、センサーからクラウドへの完全なエンドツーエンド開発に対応しています。Nordicは現在も新機能の開発と性能の最適化を進めています。nRF9160はLTEバンドB1、B2、B3、B4、B5、B8、B12、B13、B14、B17、B18、B19、B20、B25、B26、B28、B66をサポートしており、認証も取得済みです。

マルチプロトコルおよびマルチ機能対応のBluetooth Low Energy SoC

nRF52832は、Nordic社が提供するもう一つのシステムオンチップ（SoC）で、Bluetooth 5.4に対応した多用途なSoCです。このSoCは、Bluetooth Low Energy、Bluetooth Mesh、およびNFCをサポートします。nRF52832は、Bluetooth Low Energy®の高度な機能、プロトコルの同時実行、そして豊富な周辺機能と機能群というアプリケーション上の課題に対応する汎用のマルチプロトコルSoCです。さらに、フラッシュメモリとRAMの十分なメモリ容量を提供します。   nRF52832は、複数のプロトコルをフルプロトコル同時実行機能で運用します。Bluetooth Low Energyをサポートし、2 Mbpsの高速伝送速度にも対応しています。また、Bluetooth Low EnergyとBluetooth Meshを同時に動作させることが可能で、スマートフォンを使用してMeshノードのプロビジョニング、コンフィギュレーション、設定および制御を行うことができます。さらに、NFC、ANT、2.4 GHzの独自プロトコルにも対応しています。   nRF52832は、浮動小数点演算ユニットを搭載したArm® Cortex™-M4 CPUを基盤としており、64 MHzのクロックで動作します。また、簡易ペアリングおよび支払いソリューション向けのNFC-Aタグを内蔵しています。デジタルマイクやオーディオ用のPDMやI2Sといった多くのデジタル周辺デバイスとインターフェースを備えており、オンチップ適応型電源管理システムにより極めて低い消費電力を実現しています。

結論

ますます多くのリモート監視技術ソリューションが、高齢者が病院や介護施設を離れて、自宅でより快適に生活できるようにしています。パンデミックはワイヤレス医療ソリューションの採用を加速させましたが、現在のところ、利用者層には60歳以上のユーザーが十分に含まれていません。リモート監視デバイスにはセルラーIoTが好まれています。それは信頼性が高く、セキュアで、スマートフォン、ゲートウェイ、ユーザーの介入を必要としないからです。この関連製品は今後の市場開発に大きな可能性を秘めています。Nordicのワイヤレスソリューションは、リモート監視デバイスのサイズと消費電力を削減し、ヘルスケア用途市場への進出を目指す製造業者にとって理解・採用する価値がある技術といえます。