Sensoriamento remoto promove vidas mais saudáveis

Bilhões de sensores monitoram pacientes em hospitais e clínicas em todo o mundo. Mesmo antes da pandemia COVID-19, os cuidados de saúde haviam se estendido, até certo ponto, para além das instalações médicas e para casas e locais de trabalho. A lenta mudança para monitoramento, cuidado e tratamento mais remotos acelerou-se rapidamente em 2020.

De uma perspectiva de projeto e desenvolvimento, as empresas que desenvolvem aplicativos para socorristas, idosos e fitness enfrentam os mesmos desafios e requisitos. Um dos principais grupos de produtos para a coleta de dados de saúde ou fitness são smartwatches ou pulseiras que monitoram atividades físicas. O Apple Watch é equipado com um sensor de frequência cardíaca integrado, que usa LEDs infravermelhos e de luz visível e fotodiodos. Ele também usa um sensor de posição e aceleração para detectar movimento. Outros fabricantes empregam tecnologia semelhante. Disponibilizamos a seguir várias soluções de sensores projetadas para monitoramento de saúde.

Desenvolvendo um weareable para monitorar a saúde

Projetar circuitos de alimentação para smartwatches e outros wearables pode ser um desafio devido às expectativas do consumidor de hoje, que incluem funcionalidade adicional, maior vida útil da bateria e tamanho menor.

A solução SmartWatch da Toshiba fornece um projeto de referência baseado em componentes discretos da Toshiba, selecionados para obter mais desempenho em uma área menor de placa (Figura 1). A Toshiba oferece um extenso portfólio de componentes, como pequenos MOSFETs, diodos e transistores, além de circuitos integrados ricos em recursos, como LDOs, interruptores de carga e o smart eFuse IC, todos projetados para aumentar o espaço disponível na placa, reduz o consumo de corrente passiva e garante uma longa vida útil da bateria.

Não precisa ser um smartwatch com todos os recursos. Qualquer que seja a aparência do projeto final, a fusão de sensores é a chave para monitores de saúde do tipo weareables. Um bom ponto de partida para o desenvolvimento é uma placa Click do sensor MikroE, como o ECG 6 Click, usado para o desenvolvimento de aplicações de eletrocardiograma (ECG) e de frequência cardíaca (Figura 2). A placa Click apresenta o monitor de frequência cardíaca reflexivo Maxim Integrated MAX86150 e o oxímetro de pulso de grau médico. A placa contém um módulo sensor integrado de ECG, oxímetro de pulso e frequência cardíaca. O ECG 6 Click é adequado para dispositivos assistentes de fitness, dispositivos weareables, smartphones e tablets.

O Módulo Bio-Sensor MAX86150 da Maxim Integrated oferece medições de fotopletismograma (PPG) e ECG em um único CI. Ele combina LEDs internos, fotodetectores e um ECG Analog Front-End (AFE) para fornecer desempenho de PPG e ECG com certificação FDA em designs compactos e de economia de energia. A funcionalidade de ECG é otimizada para operação com eletrodo seco.

Duas funções diferentes – oximetria de pulso e monitoramento da frequência cardíaca – integram-se ao sensor MAX30102. O dispositivo inclui LEDs internos, fotodetectores, elementos ópticos e eletrônicos de baixo ruído com rejeição de luz ambiente.

O sensor pode ser avaliado usando o MAX30102 Evaluation Kit, uma combinação da placa-mãe USBOSMB e da placa-filha MAX30102DBEVKIT que inclui o MAX30102 e um acelerômetro (Figura 3). O kit de avaliação é alimentado pela fonte USB para gerar + 1,8 V para o sensor e + 4,5 V para os LEDs internos do MAX30102, e + 3,3 V para o acelerômetro.

Dados Médicos na Nuvem?

Coletar dados é apenas a primeira etapa. Para podermos utilizá-los, ele precisa ser transmitido e interpretado, seja por um médico humano ou por inteligência artificial. Como em muitos outros aplicativos, as soluções baseadas em nuvem podem ser o caminho a percorrer. Existem vantagens, mas também barreiras consideráveis ​​para a adoção da computação em nuvem na área da saúde. O revés mais significativo para a adoção da nuvem é o possível risco de segurança associado a seu uso. Os dados do paciente são inerentemente confidenciais e os dados de saúde hospedados na nuvem precisam ser protegidos. A criptografia de dados, o uso de chaves de segurança para acesso e o uso de blockchain para proteger os dados são maneiras pelas quais as organizações de saúde podem garantir a segurança dos dados confidenciais dos pacientes.

Os dados de saúde e os aplicativos relacionados devem cumprir várias leis de regulamentação de dados, como HIPAA, HITECH, LGPD e GDPR. Os provedores de saúde precisam garantir a conformidade com os dados hospedados na nuvem, o que não é uma tarefa fácil.

Artigo escrito originalmente por Marcel Consée para o blog da Mouser Electronics: Remote Sensing Fosters Healthier Lives

Traduzido por Equipe Embarcados.

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