Acompanhando Avanços em Tecnologia de Dispositivos Médicos

O mercado de eletrônica médica, abrangendo sensores, dispositivos de memória, microcontroladores, baterias e displays para dispositivos médicos de imagem, monitoramento e implantáveis com e sem fio, está projetado para atingir US$ 5,1 bilhões em 2019 e crescer para US$ 6,6 bilhões até 2025, segundo relatório da ResearchAndMarkets.com.

Várias tendências estão acelerando tanto a expansão do mercado quanto o progresso tecnológico. Uma população envelhecida e cada vez mais consciente da saúde – particularmente Baby Boomers – impulsiona a demanda por soluções de monitoramento em casa, fomentando dispositivos mais inteligentes e conectados que gerenciam condições como hipertensão, diabetes e asma.

Simultaneamente, o apetite do consumidor por wearables – fitness trackers, smartwatches e monitores de atividade – continua a crescer. Usuários agora esperam maior precisão, funcionalidade mais rica, segurança robusta e fatores de forma cada vez menores.

O relatório também destaca um aumento em dispositivos médicos baseados em Internet das Coisas (IoT), incluindo sistemas de imagem diagnóstica, monitores cardíacos, monitores respiratórios, monitores hemodinâmicos e dispositivos implantáveis.

A conectividade IoT está criando novas oportunidades para equipamentos médicos servirem melhor clínicos e pacientes. "Medidores de glicose e inaladores conectados são exemplos primários de como adicionar conectividade pode melhorar o cuidado ao paciente", observa Adrie Van Meijeren, gerente de grupo de marketing de produto para conectividade de baixo consumo na Dialog Semiconductor.

Sustentando esses avanços está a evolução do design system-on-chip (SoC). Novos circuitos integrados reduzem simultaneamente pegadas de potência, espaço na placa e custos de componentes, explica Van Meijeren.

Tecnologia de sensor aprimorada também é essencial. Dispositivos vestíveis miniaturizados exigem capacidades de detecção superiores para atender à alta precisão requerida para medir biometria como temperatura corporal e frequência cardíaca, diz o escritor colaborador Majeed Ahmad.

Ahmad descreve três considerações críticas de design para desenvolvedores integrando minúsculos sensores em dispositivos portáteis de saúde: sensibilidade, precisão e facilidade de integração. O processo começa com a seleção de sensores que atendam à sensibilidade e precisão requeridas.

Usuários de aparelhos auditivos buscam cada vez mais soluções menores, energeticamente eficientes e de maior qualidade de som. Microfones MEMS estão preparados para atender a essas expectativas, pois Anne-Françoise Pelé relata que eles estão deslocando constantemente microfones condensadores electret tradicionais em aparelhos auditivos graças a desempenho aprimorado e embalagem reduzida.

O progresso também depende de avanços em outros componentes – dispositivos de potência, microprocessadores (MPUs) e microcontroladores (MCUs). Reduzir custos de design permanece um driver chave para o crescimento do mercado.

Gerenciamento de Potência

Gerenciamento de potência é crítico para sustentar a operação do dispositivo. Envolve não apenas baterias e fontes de alimentação externas, mas também soluções semicondutoras integradas que otimizam o uso de energia em uma gama de aplicações – de sistemas de imagem de alta potência a dispositivos portáteis e implantáveis – explica Maurizio Di Paolo Emilio, escritor colaborador.

Designs médicos OEM devem priorizar componentes de baixo consumo, a capacidade de entrar em estados de baixo consumo, um núcleo CPU poderoso para cálculos avançados, e ampla memória não volátil para armazenar firmware e dados do usuário. Além disso, um conjunto de periféricos é necessário para interface com vários subsistemas analógicos ou digitais.

Além do desempenho, a segurança é essencial. Dispositivos médicos devem incorporar salvaguardas robustas para proteger sistemas conectados contra ameaças cibernéticas.

Em todo o espectro – de máquinas de ultrassom a fitness trackers – aplicações exigem MPUs e MCUs que entreguem execução confiável, segurança forte, economia de energia e conectividade. Esses processadores ultra-baixo consumo frequentemente incluem periféricos analógicos integrados que reduzem ruído, latência e custo geral enquanto aumentam a confiabilidade.

Alcançar eficiência ótima e integridade de dados requer integração perfeita de todos esses componentes, garantindo operação confiável, mitigando riscos de cibersegurança e entregando leituras altamente precisas.