Kroppsbåren teknologi, ofte kjent som smartklokker som registrerer antall skritt og kaloriinntakk, kan nå også gi verdifull helseinformasjon som kan være med på å forhindre sykdom og nødstilfeller.
I dag kan kroppsbåren teknologi redde liv. Smartklokker er ikke bare med på å gjøre oss sunnere, de kan også varsle om medisinske nødstilfeller og gi informasjon om brukerens helse. Ifølge Wireless Quarter*, brukes kroppsbåren teknologi av 325 millioner mennesker over hele verden.
Denne artikkelen vil fokusere på denne teknologien og hvordan den har utviklet seg gjennom det siste tiåret. Vi vil også fokusere på hvordan denne teknologien fungerer, hvilke komponenter man trenger for at den skal fungere og hvordan dette kan revolusjonere helsesektoren. Vi vil se nærmere på industriledende merker, som f.eks. oppfinnelsen fra Nordic Semiconductor, en dobbel prosessor som brukes i den nyeste og mest avanserte enhetene.
Kroppsbåren teknologi i helsesektoren
IoT har akselerert utviklingen av kroppsbåren teknologi og i dag kan disse enhetene registrere fysiologisk data som oksygen i blodet, puls, respirasjonsfrekvens og kroppstemperatur.
Dette var enheter som før pandemien var populær i treningssektoren, før de ble grunnleggende for å bekjempe Covid-19. I helsesektoren har dette ført til en økt interesse i denne type teknologi, hvor leger kan overåke pasienter eksternt over en bestemt periode. De spiller nå en viktig rolle i forhindringen og kontrolleren av flere sykdommer, som diabetes, høyt blodtrykk, søvnapné, i tillegg til nevrologiske lidelser som Parkinsons og Alzheimers.
Tidligere måtte leger basere sine analyser og diagnoser på medisinske journaler og pasienthistorier, mens de nå kan bruke omfattende data man henter fra disse enhetene for å sette tidlige diagnoser, utføre ekstern pasientovervåking og sørge for at pasienten får medisinene de trenger.
Kunstig intelligens og maskinlæring – teknologien bak
De nyeste kroppsbårne enhetene fungerer ved hjelp av SoC (System-on-a-chip), SIP (system-in-a-package) og maskinlæringsalgoritmer. Med databehandling på edge-enheter kan man vise underliggende helseproblemer og gi dypere informasjon slik at man kan ta raske medisinske beslutninger.
Databehandling på edge-enheter som kroppsbårne enheter blir stadig mer energieffektive og kraftige samtidig som algoritmer blir mer effektive og energioptimaliserte.
– Peter Myhre, markedsføringsansvarlig hos Nordic Semiconductors
Hvilke komponenter bruker man?
Intelligent, kroppsbåren teknologi bruker ulike komponenter for å fungere, som sensorer, skjermer, chips, trådløs kommunikasjon, databehandling og komponenter som er med på å redusere strømforbruket.
Det kan være vanskelig å utvikle slike enheter da de må være robuste, tilpassningsdyktige og må kunne vaskes/tas av (spesielt hvis disse integreres i klær og tilbehør).
Uformingen deres har derfor ofte sensorer, miniatyriserte komponenter og er multifunksjonelle. De mest vanlige komponentene i denne type teknologi er:
Sensorer
Sensorer gir innsikt om aktivitet og fysiologiske parameter. Ved å måle oksygennivået i blodet, kroppstemperatur og puls får brukeren tydelig informasjon om helse og kondisjon.
Ulike typer sensorer brukes:
Som denne teknologien vokser, vokser også etterspørselen etter mer nøyaktige, kompakte og mer pålitelige sensorteknologier.
Den medisinske oppstartsbedriften, Warmie, har nylig utviklet en sensor som strømforsynes av SoC-en, nRF52810 fra Nordic Semiconductor. Den overvåker sår og kroppstempreatur for å forhindre mulige infeksjoner.
TE Connectivity er et annet merke som produserer sensorer for kroppsbårne enheter og smartklokker. De er en global leder i innvoative sensorløsninger og tilbyr komponenter man allerede finner i smartklokker og smartklær.
Brytere
Brytere er komponenter som kontollerer hvor mye strøm som går gjennom en krets og kan brukes som inngangsenheter i kroppsbåren teknologi for å kontrollere ulike funksjoner.
Produserer man kroppsbårne enheter er det viktig å tenke på størrelse på bryterene, da disse enhetene ofte har begrenset plass. De fleste brytere er trykkbrytere, og de kan også posisjoneres vertikalt eller i en vinkel.
RND tilbyr trykkbrytere i en liten formfaktor, ideelt for tastatur og utstyr avhengig av dataoverføring i høyhastighet. Er du på utkikk etter sidebrytere, tilbyr Omron DIP-brytere som kan vaskes og som er egnet for små datamaskiner og håndholdte enheter.
Passive komponenter
En passiv komponent kan ikke tilføre energi over tid til den kretsen den operer i og kan ikke styres av andre elektriske signaler enn de som går gjennom kretsen. Avhengig av hvordan den brukes, kan de frigjøre, absorbere eller beholde energien. De vanligste passive komponentene er resistorer, kondensatorer og spoler.
Vishay utvikler presise tynnfilmmotstander som er ideelle for bruk i elektronikk hvor man trenger stabile og pålitelige komponenter. De er egnet for presist test- og måleutstyr, og er perfekte for medisinsk kroppsbåren teknologi.
Halvledere
Halvledere er grunnleggende i kroppsbåren teknologi; de tolker data fra sensorer for å gi verdifull innsikt. Utviklingen av denne teknologi har mye å takke halvledersektoren for og utviklinger de siste årene inkluderer mikrokontrollere, dioder, transistorer og tidtellere.
Ved bruk av sensitive dioder kan man f.eks. foreta biometriske målinger, av f.eks. blodoksygen og puls. PIN-fotodioden fra Vishay er et overflatemontert utstyr i lavprofil som kan oppdage nær-infrarødt lys (NRI) og synlig lys med et følsomhetsområde på 5,4 mm2.
IQD (en avdeling i Würth Elektronik eiSos-gruppen) har utviklet en serie lavspente klokkeoscillatorer som gjør at man kan utvikle systemer med en delt forsyningsskinne. De nye utformingene blir bare mindre og mindre, noe som gjør at de passer perfekt for kroppsbårne enheter.
Oscillatorerer i IQXO-691-serien er ideelle for når langtlevende batteritid er grunnleggende, som i bærbart testustyr, USB-grenesnitt, WLAN og i kroppsbårne enheter.
Kontakter
Kontakter kan brukes for antenner, sensorer, strøm, batteri, kort-til-kort, ledning-til-kort og minneenheter. De kobler til periferienheter til primærenheter og muliggjør enkle reparasjoner skulle komponentene feile.
Med USB-C 3.1 fra Molex får du en pålitelig og robust kontakt som beskyttes takket være tungedesignet på kontakten. Den er utviklet for bruk i IoT og andre I/O-applikasjoner.
RF & antenner
De fleste kroppsbårne enheter brukes sammen med IoT og trenger, avhengig av RF-teknologien, antenner. Her snakker vi hovedsaklig om SMD-antenner som er fastkoblet på kretskortet.
Det fins ulike typer antenner, RF og kommunikasjonsmoduler, som GPS/GNSS-antenner og disse sørger for pålitelige trådløse tilkoblinger.
Strøm
De fleste kroppsbårne enheter trenger strøm for å lade batteriet, i tillegg til et batteri, som et cellebatteri eller et LiPo-batteri, og disse lades ofte via USB. Det har også hendt at produsenter har utviklet sine egne kontakter.
Utviklingskort
Fordi de er små i størrelsen har kretskort som brukes i kroppsbårne enheter andre standarder enn tradisjonelle kretskort. Før man velger kort er det ulike faktorer man må ta hensyn til, som overflatematerialer, radiofrekvens og mikrobølger, og RF-overføringslinjer. Heldigvis finnes det produsenter som utvikler kort som er egnet for kroppsbåren teknologi.
nRF5340 SoC fra Nordic Semiconductor gir utviklere en kraftig prosessor som støtter flere trådløse protokoller. Prosessoren har et dobbelt design som gjør at den er ideell for kompliserte IoT-applikasjoner. Med sikkerhetsegenskaper, maskinlæring og kunstig intelligens, er det enklere å håndtere strømmen av data fra moderne, kroppsbårne enheter.
Det er også flere produsenter som har kroppsbårne løsninger. Se våre anbeflate produkter nedenfor, som alle finnes i nettbutikken.
Anbefalte produkter
nRF52840 Mini Bluetooth-utviklingskort. SparkFun
Dette utviklingskortet er laget for nRF52840 RF SoC fra Nordic Semiconductor, en kombinasjon av ARM Cortex-M¤ CPU og en 2.4GHz Bluetooth-radio.
FLORA kroppsbåren elektronisk plattform, Adafruit
GEMMA er en fullstendig funksjonell plattform form kroppsbåren elektronikk. Dette er en sirkulær mikrokontroller som kan sys direkte inn i stoff og smartklær, spesielt utviklet for kroppsbårne enheter.
Tactigon trådløst, kroppsbåren utviklingskort med bevegelsessensor, Next Industries
Tactigon One er et programmerbart kort for 3D-bevegelseskontroll med høy presisjon, bevegelsesregistrering, GPS-sporing og vibrasjonsmålinger. Den muliggjør rask programmering og implementering med Arduino SDK, noe som gjør at den er perfekt for IoT-applikasjoner, kroppsbåren teknologi og AI-prosjekter.
LilyPads, SparkFun
LilyPads er et e-stoff man kan ha på seg og som er laget med store tilkoblede lapper slik at de kan sys inn i klær.
*Kilde: “Alive & Ticking: Advanced Wearables Better Health Outcomes” , Wireless Quarter, Issue 1, 2022.
FAQs
Medisinsk, kroppsbåren teknologi er enheter som pasienter har på seg og som overvåker ulike fysiologiske funksjoner, og som overfører og behandler denne informasjonen. Dette er en teknologi som gjør at leger og andre medisinske fagfolk eksternt mottar informasjon om pasientens helse. De er grunnleggende i forebygging og håndtering av ulike sykdommer som diabetes, høyt blodtrykk, søvnapné, i tillegg til nevrologiske lidelser som Parkinsons og Alzheimers.
Kroppsbårne kondisjonsmålere bruker et treakset akselerometer som kontinuerlig registrerer kroppens bevegelser. Den gir informasjon om hvis en person beveger seg framover, springer eller står stille fordi data registerres konstant mens enheten brukes og er slått på.
Kondisjonsmålere, blodtrykkmålere og biosensorer er noen eksempler på kroppsbårne enheter i helsesektoren. Dataene fra disse kroppsbårne enhetene kan forutse helseproblemer, som astma- og KOLS-anfall.
Ifølge rapporten Smart Wearables fra 2022 er denne teknologien mest populær i Asia- Stillehavsregionen. Nord-Amerika kommer på andreplass og dette er et marked som forventes å vokse fra $20 milliarder i 2022 til $23 milliarder i 2023.
Kroppsbåren teknologi er en av de teknologiske sektorene som vokser raskest. Mellom 2022 og 2027 forventer man en årlig vekstrate på 10,2%.
