Fortschritte in der Medizintechnik verfolgen

Der Markt für medizinische Elektronik, der Sensoren, Speichergeräte, Mikrocontroller, Batterien und Displays für kabelgebundene und drahtlose medizinische Bildgebung, Überwachung und implantierbare Geräte umfasst, wird laut einem Bericht von ResearchAndMarkets.com auf 5,1 Milliarden Dollar im Jahr 2019 geschätzt und soll bis 2025 auf 6,6 Milliarden Dollar wachsen.

Mehrere Trends beschleunigen sowohl Marktexpansion als auch technologischen Fortschritt. Eine zunehmend gesundheitsbewusste alternde Bevölkerung – insbesondere Baby Boomer – treibt die Nachfrage nach Heim-Überwachungslösungen an und fördert smarte, vernetzte Geräte, die Erkrankungen wie Hypertonie, Diabetes und Asthma managen.

Gleichzeitig steigt der Verbraucherappetit auf Wearables – Fitness-Tracker, Smartwatches und Aktivitätsmonitore – weiter an. Nutzer erwarten nun höhere Genauigkeit, reichere Funktionalität, robuste Sicherheit und immer kleinere Formfaktoren.

Der Bericht hebt auch einen Anstieg IoT-basierter Medizinprodukte hervor, einschließlich diagnostischer Bildgebungssysteme, Herzmonitore, Atemmonitore, hämodynamische Monitore und implantierbare Geräte.

IoT-Konnektivität schafft neue Möglichkeiten für medizinische Geräte, Kliniker und Patienten besser zu bedienen. „Vernetzte Glukosemesser und Inhalatoren sind Paradebeispiele dafür, wie Konnektivität die Patientenversorgung verbessern kann“, merkt Adrie Van Meijeren, Product Marketing Group Manager für Low-Power Connectivity bei Dialog Semiconductor, an.

Diesen Fortschritten liegt die Evolution von System-on-Chip (SoC) Designs zugrunde. Neue integrierte Schaltungen reduzieren gleichzeitig Leistungs-Footprint, Board-Platz und Komponentenkosten, erklärt Van Meijeren.

Verbesserte Sensortechnologie ist ebenfalls essenziell. Miniaturisierte Wearable-Geräte verlangen überlegene Sensorkapazitäten, um die hohe Genauigkeit zu erfüllen, die für die Messung von Biometrie wie Körpertemperatur und Herzfrequenz erforderlich ist, sagt Beitragsautor Majeed Ahmad.

Ahmad skizziert drei kritische Designüberlegungen für Entwickler, die winzige Sensoren in tragbare Gesundheitsgeräte integrieren: Empfindlichkeit, Genauigkeit und Integrationsfreundlichkeit. Der Prozess beginnt mit der Auswahl von Sensoren, die die erforderliche Empfindlichkeit und Präzision erfüllen.

Hörgeräte-Nutzer suchen zunehmend kleinere, energieeffiziente und klangqualitativ hochwertigere Lösungen. MEMS-Mikrofone sind bereit, diese Erwartungen zu erfüllen, da sie laut Anne-Françoise Pelé dank verbesserter Leistung und reduzierter Gehäusegröße herkömmliche Elektret-Kondensatormikrofone in Hörgeräten stetig verdrängen.

Fortschritt hängt auch von Fortschritten in anderen Komponenten ab – Leistungselemente, Mikroprozessoren (MPUs) und Mikrocontroller (MCUs). Die Senkung von Designkosten bleibt ein Haupttreiber für Marktwachstum.

Energiemanagement

Energiemanagement ist kritisch für den Erhalt des Gerätebetriebs. Es umfasst nicht nur externe Batterien und Netzteile, sondern auch integrierte Halbleiterlösungen, die den Energieverbrauch über eine Reihe von Anwendungen optimieren – von hochleistungsfähigen Bildgebungssystemen bis hin zu tragbaren und implantierbaren Geräten – erklärt Maurizio Di Paolo Emilio, Beitragsautor.

OEM-Medizindesigns müssen Low-Power-Komponenten priorisieren, die Fähigkeit, Low-Power-Zustände zu erreichen, einen leistungsstarken CPU-Kern für fortgeschrittene Berechnungen und ausreichend nicht-flüchtigen Speicher für Firmware und Benutzerdaten. Zusätzlich ist eine Suite von Peripheriegeräten erforderlich, um mit verschiedenen analogen oder digitalen Subsystemen zu interagieren.

Jenseits der Leistung ist Sicherheit essenziell. Medizinprodukte müssen robuste Schutzmaßnahmen beinhalten, um vernetzte Systeme vor Cyber-Bedrohungen zu schützen.

Über das gesamte Spektrum – von Ultraschallgeräten bis zu Fitness-Trackern – verlangen Anwendungen MPUs und MCUs, die zuverlässige Ausführung, starke Sicherheit, Stromersparnis und Konnektivität liefern. Diese ultraniedrigenergetischen Prozessoren beinhalten oft integrierte analoge Peripheriegeräte, die Rauschen, Latenz und Gesamtkosten reduzieren, während sie Zuverlässigkeit erhöhen.

Das Erreichen optimaler Effizienz und Datenintegrität erfordert nahtlose Integration all dieser Komponenten, um zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, Cybersicherheitsrisiken zu mindern und hochgenaue Messwerte zu liefern.