온세미컨덕터는 청력 건강, 환자 검진, 운동 관리 및 요법(예; 통증 관리) 등 4가지 핵심 의료 부문에 연구 개발 노력을 집중시키고 있다. 이 모든 시장은 각각 배터리로 구동하는 소형의 착용 가능한 기기를 필요로 하는데 다음과 같이 핵심적인 기술적 특성 중 두 세 가지를 포함한다.
글 : 자콥 닐슨(Jakob Nielsen), 수석 매니저
온세미컨덕터(ON Semiconductor) Consumer Health Product Line
웨어러블 의료 기기는 그 범위가 매우 넓어서 운동용 심박 모니터와 보청기를 비롯해 통증 관리 체계의 일환으로 약물 분매에 사용되는 각종 임상 기구들이 포함된다. 많은 국가들이 보건 부문의 효과를 증진시킬 방안을 모색함에 따라 웨어러블 건강 진단 및 치료가 새로운 관심사로 떠오르고 있다.
이들 기기를 활용하면 병원에 가지 않고도 환자를 검진하고 치료할 수 있으므로 의료 기관들로서는 미래의 매출 증대 핵심 요소인 의료비 감소로 이어진다.
온세미컨덕터의 웨어러블 의료 기기 솔루션 특징들
온세미컨덕터는 청력 건강, 환자 검진, 운동 관리 및 요법(예; 통증 관리) 등 4가지 핵심 의료 부문에 연구 개발 노력을 집중시키고 있다. 이 모든 시장은 각각 배터리로 구동하는 소형의 착용 가능한 기기를 필요로 하는데 다음과 같이 핵심적인 기술적 특성 중 두 세 가지를 포함한다 :
•초 저 레벨 신호 감지
•신호 처리 및 제어
•스마트폰, 태블릿 등 단말기와의 무선 연결
청력 건강
온세미컨덕터는 청력 건강 기기용으로 프로그래머블 디지털 신호 처리(DSP) 솔루션과 사전 구성된 DSP 시스템을 제공한다. 이 둘 솔루션 모두는 24비트 고정밀 컴퓨팅 기능을 제공할 뿐 아니라 오디오 충실도를 지니는 업계 제일의 성능을 자랑한다.
고집적 개발 자원인 온세미컨덕터의 프로그래머블 DSP 솔루션은 고객들에게 자체 신호 처리 알고리즘을 실행할 수 있게 한다.
사전 구성된 DSP 시스템의 블록 다이어그램은 다음과 같다.
놀라운 속도로 성장과 발전을 거듭하고 있는 여러 시장 중에는 중국도 포함된다. 현재 보청기 솔루션 포트폴리오를 판매하는 전문 회사들이 많은데 흥미로운 기능과 혜택을 갖춘 차세대 보청기를 개발하고 있는 소규모 업체들도 있다. 그런가 하면 중증 청각 장애 용도로 만들어진 달팽이관 이식에 역점을 두고 있는 업체들도 있다.
온세미컨덕터는 새로이 부상하고 있는 청력 건강 시장 수요에 대응하여 제조사들이 즉각 실행할 수 있도록 한 사전 구성 DSP 시스템을 제공한다. 이 시스템들에는 대화 이해도 향상을 위한 ANR(Adaptive Noise Reduction) 및 자동 구동 및 최적화 설정을 위한 환경 분류(Environmental Classification)등 고급 알고리즘을 내장되어 있다. 이들 알고리즘은 고객사로 하여금 처음부터 개발과 프로그래밍 없이 바로 제품 설계 작업을 하도록 한다.
최근에 발표된 -fit DSP 시스템은 개발 프로세스를 더욱 간소화시키기 위해 일체의 추가적인 소프트웨어 구성이나 이 분야 전문가의 개입을 요하지 않고 여러 청각 상실 요소들을 처리하도록 개발된 것이다. 이 소자들은 정확한 임상 피팅 시스템이 여의치 않은 신흥 시장을 겨냥한 것이다.
환자 검진 및 치료 기기
의료 업계가 연 평균 9% 이상의 성장세를 보이며(Databeans의 2014년도 발표 기준) 재택 의료 옵션으로의 전환을 지속함에 따라 혈당 측정기와 같은 휴대형 의료 기기의 필요성이 증가하고 있다.
환자로서는 전통적인 POC(point-of-care) 시설인 병원, 클리닉 대신 이동식 옵션을 활용하면 자주 내원해야 하는 불편함 없이 검진과 치료를 받을 수 있다. 따라서 이를 이용하면 치료에 의존해야 하는 환자들의 삶의 질이 향상될 뿐 아니라 보험 회사를 비롯한 관련 시설의 비용도 최적화된다.
이 기기들은 피부 바깥에 장착된 센서나 피하에 장착되는 최소 침투 센서에서 나오는 미세한 생리적 신호를 포착하는 데 필요한 초 저 레벨 신호를 감지해야 한다.
피부 바깥 센서의 예로 심전도(ECG) 전극을 들 수 있다. ECG 전극은 각 심박 중에 심근이 서로 감극 될 때 발생하는 피부의 미세한 전기적 변화를 포착한다.
그 동안 대부분의 의료용 반도체 기업들은 한 두 가지 솔루션으로 센서 접촉 필요성을 해결했었다. 기본적으로는 바이어스 전류, 다이내믹 레인지, 또는 누설 전류의 총체적 차이에서 비롯되는 전반적인 시스템 크기나 기기의 성능을 절충할 수 있는 표준 분리 요소(예; 증폭기, A/D 컨버터, 전원 관리)등 이 제공되었었다. 그러나 이렇게 표준화된 솔루션들은 고성능 신호 감지 용도에 필요한 수준의 맞춤화 요건을 제공하지 못했었다.
이에 대한 대안은 기본 아날로그 회로 및 전원 관리 기능이 갖춰진 마이크로 컨트롤러로 구성된 완전 맞춤형 SoC(system-on-chip) 솔루션이다. 이 솔루션은 구체적인 신호-센서 인터페이스 필요를 제공하지만 더 추가적이고 시간 소모적인 개발 프로세스를 필요로 한다.
온세미컨덕터의 새로운 제품 컨셉인 Struix™은 소형의 고성능 SoC 솔루션에서 맞춤형 ASIC과 애플리케이션 전용 표준 제품(ASSP)을 결합시킨 것이다. 이 컨셉을 채택한 의료 기기 제조사들은 맞춤형 칩만으로도 특정한 독점 센서-인터페이스 필요를 해결 할 뿐 아니라 이 업계 표준 제품을 활용함으로써 설계 위험 및 관련 비용을 대체적으로 낮추게 된다.
이 솔루션 개발에서는 저출력, 저소음 신호 전처리, 증폭 및 변환 분야의 지적 재산이 십분 활용되었다. 가용한 주요 IP 블록의 예로 변환 레벨 당 2.4Pj 이하로 작동하는 24비트 컨버터와 불과 수십 마이크로 암페어로 작동하는 차동 증폭기를 들 수 있다.
독점 기술인 센서-인터페이스 개발 단계는 통상적으로 고객의 센서 인터페이스 규격에서 비롯되는데 여기에는 설계, 실행, 테스트 및 인증 과정들이 이어진다. 이러한 단계에서 고객사의 애플리케이션 개발 팀은 ULPMC10 마이크로 컨트롤러에서 필요한 최종 애플리케이션 코드를 개발할 수 있다.
이러한 설계 과정을 지원하기 위해 온세미컨덕터는 독자 운용에 적합한 소형 개발 보드를 비롯해 독점 센서 인터페이스 시제품도 제공한다. 이를 통해 고객사들은 제품의 전면 생산에 앞서 최종 애플리케이션 성능을 평가할 수 있다.
ON Semiconductor의 Struix 컨셉트 및 청력 건강 제품 포트폴리오에 관한 자세한 정보는 www.onsemi.com에서 확인할 수 있다.
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