Patientenmonitoring Analoges Frontend überwacht vier Vitalparameter

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit den drei Messverfahren optisch, EKG und Bioimpedanz in klinischer Qualität ermittelt der Baustein MAX86178 die vier gängigen Vitalparameter Elektrokardiogramm (EKG), Herzfrequenz, SpO₂ und Atemfrequenz. Der Formfaktor ermöglicht den Aufbau kleiner, tragbarer Geräte.

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Patientenmonitoring: Der Baustein MAX86178 ermittelt vier gängige Vitalparameter. Dank eines geringen Stromverbrauchs sind kleine und mobile Medizingeräte möglich.
Patientenmonitoring: Der Baustein MAX86178 ermittelt vier gängige Vitalparameter. Dank eines geringen Stromverbrauchs sind kleine und mobile Medizingeräte möglich.
(Bild: Analog Devices/Maxim)

Die Telemedizin ist ein lukrativer Markt. Im Jahr 2019 belief sich der Umsatz auf dem weltweiten Markt für Telemedizin auf rund 45 Mrd. US-Dollar. Laut Prognose könnte das Volumen des Telemedizin-Marktes bis 2026 auf rund 175 Mrd. US-Dollar anwachsen [1]. Ein Wachstumsbereich ist dabei die Patientenüberwachung: Sensoren am Körper überwachen unterschiedliche Vitalparameter.

Analog Devices [2] hat jetzt einen Baustein präsentiert, mit dem sich gleich vier Vitalparameter messen lassen: Elektrokardiogramm (EKG), Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung (SpO2) und die Atemfrequenz. Dieses Dreifachsystem-Vitalparameter-AFE (Analog Frontend) mit der Bezeichnung MAX86178 hilft Entwicklern dabei, tragbare Geräte für die Fernüberwachung von Patienten zu entwickeln.

Das Single-Chip-AFE integriert drei Messverfahren: optisch, EKG und Bioimpedanz. Damit lassen sich die folgenden vier gängigen Vitalparameter ermitteln: Elektrokardiogramm (EKG), Herzfrequenz (EKG oder optisches PPG), Blutsauerstoffsättigung (SpO2) und Atemfrequenz (mit BioZ). Der MAX86178 ermöglicht außerdem eine synchronisierte Messung von PPG (Photoplethysmographie) und EKG für daraus abgeleitete Gesundheitsmetriken.

Geringer Stromverbrauch mobiler Geräte

Der Vorteil kleiner und mobiler medizinischer Geräte liegt auf der Hand: Die drahtlosen Geräte mit einem geringen Stromverbrauch ersetzen die an einem Praxisbetrieb gebundenen Systeme für die Gesundheitsüberwachung. Die mobilen Geräte lassen sich diskret tragen und messen kontinuierlich entweder zu Hause oder im Büro.

Bei dem Baustein MAX86178 handelt es sich um einen AFE, das drei Subsysteme in klinischer Qualität in einem IC integriert. Es ersetzt diskrete Implementierungen, indem es ein optisches PPG-Subsystem zur Messung von Herzfrequenz und SpO2, ein EKG-Subsystem mit einer Elektrode sowie ein Biopotential- und Bioimpedanz-Subsystem (BioZ) zur Messung der Atemfrequenz integriert. Mit dem Baustein sind kleine Vitalfunktionsgeräte möglich. Sie lassen sich in einem Gehäuse mit den Abmessungen von 2,6 mm x 2,8 mm unterbringen.

Optimierte Batterielaufzeiten

Darüber hinaus müssen tragbare Geräte (RPM = Remote Patient Monitoring) der nächsten Generation mit geringer Leistungsaufnahme arbeiten, um kleinere Batterien zu ermöglichen oder die Batterielaufzeit zu verlängern.

Für Ultra-Low-Power-Funktionen lässt sich die Batterielaufzeit über konfigurierbare Optionen jedes Subsystem des Bausteins auf eine optimierte Batterielaufzeit für bestimmte Anwendungsfälle einstellen.

  • Kleiner Formfaktor: Ersetzt Überwachungssysteme für medizinische Einrichtungen durch am Körper getragene Geräte
  • einfaches Design: Drei verschiedene integrierte und synchronisierte Messverfahren messen vier Vitalparametern. Das vereinfacht Design und komplizierte abgeleitete Vitalparameter lassen sich überwachen.

Referenzen

[1] Global Market Insights. (6. April, 2020). Umsatz des weltweiten Telemedizin-Marktes im Jahr 2019 und Prognose für das Jahr 2026 (in Milliarden US-Dollar) [Graph]. In Statista. Zugriff am 21. September 2021.

[2] Analog Devices schließt Übernahme von Maxim Integrated ab. ELEKTRONIKPRAXIS. Zugriff am 21. September 2021.

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