DRAHTLOS ZUM HERZEN - ULTRA LOW POWER TRANSCEIVER-CHIP
DRAHTLOS MIT IMPLANTIERTEN GERÄTEN WIE Z.B. MIT HERZSCHRITTMACHERN ZU KOMMUNIZIEREN, IST SEIT EINIGER ZEIT DER ENTWICKLUNGSTREND IN DER MEDIZINTECHNIK.
Den weltweit ersten, ausschließlich für drahtlose Kommunikationssysteme entwickelten Transceiver-Chip, welcher implantierte medizinische Geräte mit Basisstationen verbindet, hat ZARLINK SEMICONDUCTOR vorgestellt. Der ZL70100 entspricht in vollem Umfang dem von der FCC (Federal Communications Commission) und dem ETSI (European Telecommunications Standard Institute) definierten MICS (Medical Implant Communication Service). Seine HF- Technik erlaubt eine Datenübertragung mit 500kbit/s über einen Bereich von typisch 2m bei einem Stromverbrauch von 5mA. Im Vergleich dazu beruhen bislang implantierte Kommunikationssysteme auf einer magnetischen Kopplung zwischen den Spulen in einem körperinternen Gerät und einer Basisstation. Dieser Lösungsansatz arbeitet allerdings nur bis zu einem Bereich von 10cm und Übertragungsraten von nur wenigen zehn Kilobit pro Sekunde.
UNTERSTÜTZUNG BEI DER PATIENTENÜBERWACHUNG
Fortschritte bei der Forschung im Ultra-Low-Power-Bereich sowie die globale Einführung des MICS-Frequenzbands 402 bis 406MHz für implantierte Kommunikation öffnen fortschrittlichen Anwendungen der Telemedizin die Tür, um eine Gesundheitsüberwachung der Patienten über die traditionelle
klinische Beobachtung hinaus zu erweitern. Ärzte können damit die Gesundheit ihrer Patienten fernüberwachen, ohne dass regelmäßige Krankenhausbesuche erforderlich werden.
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Zum Beispiel kann der Ultra-Low-Power-HF-Transceiver von ZARLINK in einem Schrittmacher drahtlos Daten über die Performance des Geräts an eine Basisstation am heimischen Krankenbett senden. Von da werden die Daten per Telefon oder Internet an die Arztpraxis weitergeleitet. Sobald ein Problem entdeckt wird, wird der Patient ins Krankenhaus gerufen, wo die Zweiwege-HF-Verbindung zur Überwachung und Einstellung des Geräts Verwendung finden kann. Während operativer Eingriffe kann ein Arzt die durch die MICS-Technologie erzielten höheren Datenraten dazu nutzen, um die Leistung eines implantierten Geräts außerhalb der sterilen chirurgischen Umgebung zu programmieren.
LANGE LAUFZEIT DURCH GERINGE LEISTUNGSAUFNAHME
Da die meisten implantierten medizinischen Geräte keine dauernde Kommunikation erfordern, sondern Daten auf eine terminierte oder bedarfsgesteuerte Basis übertragen, ist der durchschnittliche Ruhestrom ein entscheidender Entwicklungsfaktor. Der Funk-Transceiver ZL70100 enthält ein Wake-Up-System mit einem durchschnittlichen Strombedarf von lediglich 200nA. Der ZL70100 unterstützt Übertragungsraten von 800kbit/s für Rohdaten sowie 500kbit/s für nutzbare Daten, und er verbraucht dabei in der aktiven Phase weniger als 5mA. Der hochintegrierte Chip benötigt nur zwei externe Bauelemente ohne Antennenanpassung; dadurch können Hersteller die Platzeinsparungen auf dem Schaltungssubstrat zur Erhöhung der Batteriegröße und zur Erweiterung fortschrittlicher Funktionen verwenden und gleichzeitig Materialkosten senken.
ANWENDUNGEN, GEHÄUSE
UND VERFÜGBARKEITEN
Der Transceiver-Chip ZL70100 für Basisstationen stellt den ersten Baustein einer neuen Produktplattform dar, der speziell den Anforderungen an Leistung, Energiebedarf und Größe implantierter Kommunikationssysteme entspricht. Die Qualifizierung desselben Transceiver-Chips für implantierbare Anwendungen findet derzeit statt; dieser Baustein wird noch im Laufe dieses Jahres lieferbar sein. Der Baustein ist ab sofort in einem 48-Pin-QFN-Gehäuse lieferbar und wird gänzlich durch eine Evaluierungsplatine und eine Referenzentwicklung unterstützt.
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Ondrej Gavura, DW 953
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