À l'échelle mondiale, le nombre de personnes âgées de 60 ans et plus s'élevait à 600 millions en 2000. Ce chiffre devrait avoir doublé d'ici 2020 et pourrait tripler d'ici 2050. Plus de 600 millions de personnes dans le monde souffrent de maladies chroniques et, selon l'Association américaine du diabète, aux États-Unis seulement, près de 21 millions de personnes – soit environ 7 % de la population – sont atteintes de diabète. Les dépenses de santé liées à ces maladies ont fortement augmenté et les experts prévoient qu'elles passeront de 500 milliards de dollars par an à près de 700 milliards de dollars d'ici 2020.
Par conséquent, la société doit tirer parti des progrès technologiques pour réduire les coûts et améliorer la qualité de vie, tant dans la prise en charge quotidienne des maladies chroniques comme le diabète que pour permettre aux personnes âgées de vivre de manière autonome le plus longtemps possible.
Le progrès technologique ayant le plus grand potentiel d'impact sur les maladies chroniques et les soins aux personnes âgées réside dans la connectivité. La possibilité de communiquer instantanément des données médicales personnelles, issues d'un dispositif de diagnostic à domicile, à un professionnel de santé permettra de réaliser des économies et d'obtenir une analyse plus précise de l'état de santé du patient. Parfois appelée e-santé ou télémédecine, l'utilisation de la connectivité moderne, filaire et sans fil, représente un progrès considérable dans la lutte pour améliorer les soins de santé et en réduire le coût. Cependant, la création d'un écosystème de e-santé nécessitera une interopérabilité fondée sur un ensemble de lignes directrices sectorielles et devra être adoptée à l'échelle mondiale.
À cette fin, Renesas Electronics a rejoint Continua Health Alliance, qui élabore un ensemble complet de lignes directrices pour l'écosystème émergent de la santé numérique. Renesas Electronics a également développé une plateforme de démonstration certifiée pour la surveillance de la glycémie, utilisant le microcontrôleur basse consommation 32 bits V850ES/JG3-L et les profils Continua nécessaires pour une interopérabilité optimale.
Continua Health Alliance est une organisation industrielle ouverte et à but non lucratif, regroupant des entreprises médicales et technologiques qui collaborent pour améliorer la qualité des soins de santé personnalisés. Avec plus de 240 entreprises membres à travers le monde, Continua s'engage à établir un système de solutions de santé personnelles, interopérables et connectées, convaincue que l'accès à ces solutions à domicile favorise l'autonomie, responsabilise les individus et offre la possibilité d'une gestion véritablement personnalisée de leur santé et de leur bien-être.
Bien que l'ajout de la connectivité rende les dispositifs de diagnostic adaptés à la santé numérique, la clé d'une conception réussie reste le choix des microcontrôleurs, avec des émetteurs-récepteurs RF supplémentaires qui peuvent être intégrés au microcontrôleur ou être des dispositifs externes autonomes.
Pour la conception d'un dispositif de surveillance de la glycémie, il est important que le microcontrôleur réponde aux exigences clés suivantes :
- Conversion analogique-numérique pour les entrées des capteurs
- Conversion numérique-analogique pour la sortie audio
- Interface utilisateur compatible avec les écrans LCD
- Compatibilité avec les périphériques USB 2.0
- Prise en charge DMA pour le transfert de données entre les périphériques et la mémoire
- Compteurs et temporisateurs matériels (tels qu'un temporisateur de supervision, une horloge temps réel et des temporisateurs) pour le contrôle de l'acquisition et de la génération de signaux analogiques
- Boîtiers compacts tels que WQFN et FBGA
- Mémoire Flash sécurisée haute qualité avec codage de correction d'erreurs
Le V850ES/JG3-L avec périphérique USB est un microcontrôleur 32 bits capable de fournir 38 DMIPS (version 2.1) à une fréquence de fonctionnement de 20 MHz et doté de 256 Ko à 1 Mo de mémoire Flash. Il offre un fonctionnement basse consommation dans un format compact (FBGA 8 x 8 mm) et la puissance de traitement requise par un dispositif de diagnostic médical tel que celui-ci, dédié à la surveillance de la glycémie.
Le système est doté d'une suite de périphériques complète comprenant des composants de gestion système, des circuits analogiques, des temporisateurs et des équipements de communication. Les fonctions de gestion système incluent un contrôleur de bus gérant les ports d'E/S généraux, un contrôleur d'accès direct à la mémoire (DMAC) à quatre canaux pour les transferts internes et externes, et un contrôleur de mode veille gérant les sept modes de fonctionnement basse consommation. Les fonctions analogiques comprennent douze convertisseurs analogiques-numériques 10 bits avec un temps de conversion minimal de 5 µs, et un convertisseur numérique-analogique à deux canaux avec une résolution de 8 bits et un temps de conversion minimal de 3 µs. Quant aux temporisateurs, ils intègrent trois compteurs/temporisateurs 16 bits à usage général, chacun disposant de plusieurs canaux, un temporisateur de supervision capable de réinitialiser le système ou de générer une interruption en cas de surcharge, un générateur d'horloge produisant les signaux d'horloge utilisés par le processeur et les périphériques, et une horloge temps réel (RTC) pour la date et l'heure.
Un aspect crucial de la conception des dispositifs de surveillance de la glycémie est la minimisation de la consommation d'énergie afin de prolonger l'autonomie de la batterie et de garantir la précision des mesures. Si l'autonomie est trop courte, l'utilisateur risque de manquer une mesure programmée, car il devra recharger ou remplacer la batterie. Le V850ES/JG3-L intègre une technologie de traitement basse consommation et une architecture d'alimentation optimisée, ce qui se traduit par une consommation de courant exceptionnellement faible sans compromettre les performances. Le V850ES/JG3-L
propose plusieurs modes de fonctionnement basse consommation permettant de réduire davantage la consommation d'énergie et de prolonger l'autonomie de la batterie. Ces modes incluent :
- HALT : Seule l'horloge du processeur est arrêtée ; les périphériques restent actifs.
- IDLE1 : Tous les circuits internes sont arrêtés, à l'exception de l'oscillateur, de la PLL et de la mémoire Flash.
- IDLE2 : Tous les circuits internes sont arrêtés, à l'exception de l'oscillateur.
- STOP : Tous les circuits internes sont arrêtés, à l'exception de l'oscillateur d'horloge secondaire.
- Sauvegarde RTC : L'horloge temps réel (RTC) continue d'utiliser l'horloge de 32 kHz, grâce au courant fourni par la tension de sauvegarde sur le RVDD. La consommation d'énergie dans ce mode est encore plus faible qu'en mode STOP.
Pour faciliter l'évaluation du microcontrôleur V850 et du profil Continua, Renesas Electronics a développé une plateforme de démonstration pour le dispositif de surveillance de la glycémie certifié Continua. La carte DM-V850ES-JG3LUSB-CD comprend un microcontrôleur USB V850ES/JG3-L, un écran LCD COG (Chip-on-Glass) à deux lignes, quatre touches, un port de réglage et une connexion pour simuler une bandelette de test de glycémie. Cette carte illustre la connectivité USB avec le pilote PHDC (Personal Healthcare Device) en implémentant la norme Continua pour un dispositif de surveillance de la glycémie. Cette implémentation inclut la norme IEEE 11073-10417 pour la surveillance de la glycémie et la norme IEEE 11073-20601 pour la communication entre un agent Continua et un gestionnaire Continua. La démonstration certifiée Continua utilise le transfert de données USB. La carte de démonstration simule la mesure de la glycémie à l'aide d'une résistance variable et permet à l'utilisateur de :
- Simulation de mesures et stockage des données dans une mémoire non volatile. Lecture d'une entrée simulée par simple pression d'un bouton. Utilisation de l'émulation EEPROM pour le stockage des données. - Compatibilité avec toutes les données que le gestionnaire de glycémie en continu peut demander. L'écran LCD indique que la communication est active jusqu'à son achèvement. Le transfert est activé par simple pression d'un bouton. - Affichage de la mesure actuelle pour différents modes et fréquences. Une simple pression sur un bouton permet de parcourir les différents modes et d'afficher la mesure actuelle. - Fonctionnement transparent entre l'alimentation USB et la batterie. Le système peut être alimenté par USB en le connectant . - Prise en charge de l'horloge temps réel (RTC) et de l'enregistrement du temps. Utilisation d'une RTC pour enregistrer les données de mesure de la glycémie et effectuer une surveillance en temps réel. - Prise en charge du développement et du débogage en tant que plateforme d'évaluation. La connexion de la plateforme aux outils de débogage et de programmation Renesas Minicube permet l'évaluation et le développement de l'ensemble du système.
En résumé, Renesas Electronics est le premier fournisseur mondial de microcontrôleurs 32 bits et un membre actif de la Continua Health Alliance. L'entreprise a également été parmi les premières à proposer une plateforme de démonstration de surveillance de la glycémie entièrement certifiée Continua. À l'avenir, Renesas ambitionne de fournir des solutions de plateforme de santé certifiées, exploitant ses microcontrôleurs de pointe et compatibles avec les normes de réseau sans fil basse consommation telles que Bluetooth, ZigBee et Wi-Fi, ainsi qu'avec les normes filaires USB et Ethernet.
Auteur:
Article fourni par Renesas
