随着智能可穿戴设备市场的增长,越来越多的消费者可以获得方便、用户友好的连续数据监测设备。然而,这项技术在关键诊断领域仍然具有潜力。
新鲜血液:唾液
唾液是口腔中唾液腺分泌的细胞外液,可用于检测各种健康状况,含有可能超过 1,000 种生物标志物,如身体的 pH 值(酸度)、葡萄糖水平、电解质计数等。该媒介数据之丰富,令人难以置信。如今,唾液监测通过在医疗点的一次性测量进行;然而,由于唾液可提供对患者病情不断发展的洞察,因此即便是定期进行一次性测量,也会遗漏只有通过连续监测才能获得的关键信息。
为了解决预防保健领域的这一差距,Lura Health 设计了世界上首台连续唾液健康监测仪,用以改善口腔和全身健康,减少医疗保健方面的自付费用。
挑战
开发一种可戴在口腔内的连续唾液健康监测仪,以跟踪口腔和全身健康。
解决方案
Silicon Labs EFR32BG27 小型蓝牙 SoC 采用超小型 WLCSP 封装,具有低功耗、蓝牙连接以及大容量内存,适用于互联的医疗设备、可穿戴设备、传感器、开关等。
结果
口腔酸监测仪是同类产品中首创的设计,也是世界上最小的物联网设备之一。
使用我们的小型蓝牙芯片缩小尺寸
Lura Health 的口腔酸监测仪包括一个佩戴在口腔中的传感器,该传感器可连续读取唾液数据,并通过安全的蓝牙连接将数据传输到患者的智能手机。相关的智能手机应用程序可为患者和医生提供实时健康警报和清晰、直观的数据分析。
虽然该设备仍处于开发阶段,目前尚未获准在美国销售或分销,但该团队采用智能固定器设计将设备推向市场,其特点是在高质量的透明塑料中嵌入一个小模块。随着技术的不断进步,Lura Health 正在尝试其他两种配置。一种设计是将模块粘合到适合牙齿周围的环上,另一种设计是模块小到足以直接粘合到牙齿表面。在 Silicon Labs 发布小型蓝牙 LE SoC BG27 之前,市场上没有任何微控制器小到足以适应牙齿安装式设计。
Silicon Labs BG27 采用超小型 WLCSP 封装 (2.3 mm x 2.6 mm),体积小巧,足以让 Lura Health 设计成符合人类口腔的大小,其功耗低到足以使设备用同等尺寸电池也可持续使用六个月到一年。凭借拥有高达 768 kB 的闪存程序内存和高达 64 kB 的 RAM 数据内存,Lura Health 有足够的空间来存储复杂代码,进而实现一系列设备功能。实时数据分析使患者能够从监测中获得有意义的信息,而安全的无线 (OTA) 更新使患者能够始终拥有最新的软件改进,因此足够的内存是一项关键功能。此外,BG27 还拥有团队所需的所有外围设备,以便与 Lura Health 的系统设计所需的传感器和其他外部硬件组件连接。
Lura Health 测试了与 Silicon Labs BG27 在尺寸和功耗方面相当的其他微控制器,但它们在内存和开发方面存在很大限制。如果没有方便的集成开发环境 (IDE)、适当的文档或社区论坛,固件开发就是一场艰苦的斗争。
通过 Silicon Labs,Lura Health 直接与工程专家联系,这在确定用于优化物料表 (BOM) 的非标准解决方案时至关重要。虽然参考 BOM 具有出色的选择,但 Lura Health 需要以尽可能少的部件来满足所有设计约束。选择错误的组件意味着浪费开发时间和金钱。误差幅度非常小,Silicon Labs 帮助团队避免了代价高昂的错误。例如,Lura Health 利用 Silicon Labs 的参考设计来定制天线。蓝牙天线在如此小的范围内带来了诸多挑战,而 Silicon Labs 的产品具有 RF 性能,可以以小封装在患者口腔及其手机之间进行传输。
展望未来 - 实现无线口腔健康的创新
Silicon Labs BG27 拥有硬件规格、功能、尺寸、功耗和软件环境,可以达到 Lura Health 对其持续唾液健康监测仪所需的规范要求。这种 SoC 的可用性使他们能够使用足够小的模块安装在牙齿上,从而突破诊断测试的界限。如今,Lura Health 正在研究这种设计和其他几个迭代,以寻求美国食品药品监督管理局 (FDA) 的批准。