KarmelSonixs社のぜんそくマネージメント装置が疾病マネージメントにアナログ・デバイセズの技術を採用

世界中でぜんそくに悩む3億以上の人々の苦痛を和らげるために、KarmelSonix社(本社：イスラエル)は、ぜんそくマネージメント用医療機器、Wholter™およびWheezometer™を開発しました。多変量による肺の活動の測定による効果的なぜんそくの評価には、適切な治療を施すために迅速さと正確さが求められます。以前はこのような精密機器レベルの信頼性を得るには病院や内科医の手元のスパイロメータを使うしか無く、自宅、あるいは移送中のぜんそく患者は危険にさらされたままでした。

重症患者の処置を大病院から家庭へと広げるために、KarmelSonix社はアナログ・デバイセズの高性能Blackfinプロセッサと高精度信号処理部品を用いて、笛声音 （ぜんそく患者のぜーぜーという呼吸音）を精密かつ信頼できる精度で評価する、ダイナミックで強力なぜんそく発作測定器を作り上げました。ぜんそく患者はこれらの機器を使うことで、適切な処置に不可欠な、症状の早期の自己診断を行うことができます。

KarmelSonixは、ヘルスケア技術と信号処理技術におけるADIの確固としたリーダーシップが、製品開発時に利用可能な完全なシグナル・チェーンを作り上げたとしています。また、Blackfinがもつ、RISC制御能力と統合された高度な計算処理能力はKarmelSonixがこの分野で先駆者となる鍵となりました。

非侵襲的な音響技術を採用したWheezometerとWholterは、医者の診断を助けるため、異なるレベルのモニタリングとデータ記録を行います。どちらの製品もADIのBlackfin信号処理プロセッサと、音響信号のアクイジションに適したADIの高性能部品を利用しています。音響マーカーは独自の肺センサーと信号処理技術を使って記録されます。Blackfinは患者に装着したセンサーから取得したデータをKarmelSonixが開発したアルゴリズムに基づいて処理します。データのスペクトル情報は見やすいグラフとして表示されます。

高性能の持ち運び機器

Blackfin BF525プロセッサを採用したWheezometerは患者自身が使用できるハンドヘルド型の評価装置です。この装置は患者の体に装着したセンサーからデータを取得、格納し、その場で処理して笛声音を数値化したwheeze rateと呼ばれる値を表示します。 Wheezometerの設計チームは装置を持ち運び可能にするために、250MHzにおいて0.26mW/MHzという低い消費電力、小さな実装面積、特に最終製品に強力な価格競争力を与えることができることからADIの製品を選びました。しかしながら、医療機器には精度に対する非常に強い要求から高い性能が求められるため、実際には、可搬性こそが真の設計目標でした。Wheezometerの場合、Blackfinの600MHz動作、制御命令を統合したシングルチップDSP構造、多様なペリフェラルといった特徴によって医療機器として受け入れられる性能を実現できました。加えて、小型化を図るために大量のデータを処理するための大規模なファームウェアがBF525の64kB SRAM上に搭載されました。設計に際して、KarmelSonixはBF525のSPI、SPORT、USB、シリアルポートといった豊富なインターフェースやADIのAD8608低雑音、クワッド・レールtoレールIOオペアンプ、ADM708電圧監視回路を使ってWheezometerを多機能にすることが出来ました。

Wholterは、ADIの電圧監視および増幅器製品の他に、ADIの6チャンネル同時サンプリング・バイポーラ16ビットA/DコンバーターAD7656を使用しています。

長時間のデータ・キャプチャと信号処理

Blackfin BF524を使用するWholterは笛声音を長時間監視するための24時間人体モニタリング装置です。Wholterは間を置かない呼吸と心拍数を２つのPPG（肺音計）から取得し、フラッシュ・メモリに24時間にわたって記録します。記録期間が終わると、処理されたデータは診断のために内科医のシステムにアップロードされます。Blackfinの高速且つ高精度なセンサーからの読み取り能力は、特に従来の診察方法では協力を望めないような乳児、幼児といった患者に対して非常に有効です。

開発時間の短縮と、単一の開発ツール

革新的な技術にとって、市場投入までの時間は製品が成功するための鍵と言えます。Blackfinを選べば、その信号処理性能と制御機能、IO接続性によって、開発者は設計や実装時に最大限の柔軟性を手にすることができます。KarmelSonixはアナログ・デバイセズのVisualDSP++®統合開発環境を使う事で開発をスピード・アップできました。評価ボードを用いることでターゲット・ハードウェアがまだ製造中のうちにソフトウェアの開発を行う事ができ、開発リソースを大いに最適化できました。ADIのライブラリはソフトウェアの試験に役立ち、結局は最終製品に使用できるほど柔軟でした。

KarmelSonixは呼吸器分野での革新的で便利な技術の開発を続けています。現在4つの医療機器プロジェクトが進行中で、いずれもアナログ・デバイセズの技術がその中心にあります。同社は製品設計が成功した理由が、Blackfinの性能、接続性、さらにはADIの信号処理コンポーネント、開発時間を大幅に短縮する単一の開発環境にあるとしています。

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