OPUM Technologies 的Digital Knee(数字膝关节)采用 Nordic nRF52840 SoC 进行核心处理,并通过蓝牙 LE 传输传感器数据
总部位于新西兰的 OPUM Technologies 公司开发了一种骨科远程病人/治疗监控解决方案和数字康复平台,用于关节损伤恢复和慢性病治疗。
该一站式解决方案的核心要素是 “Digital Knee®”无线动态关节角度计,这是一款由 Nordic Semiconductor nRF52840 SoC 驱动的传感器设备,可持续测量关节的可用活动范围。
机器学习赋能
动态关节角度计是一种精确测量角度的仪器,无需校准,精确度小于 1 度。此外,该解决方案还集成了先进的临床数据分析功能,包括机器学习(ML)驱动的活动和姿势识别与跟踪。
数字膝关节可无缝 “卡接 ”到可穿戴设备上,包括用于手术后的治疗支架和膝关节骨性关节炎的卸载装置。此外,在不需要支具的情况下,如膝关节置换术后,它也可以作为独立的动态关节角度计使用。
“数字膝关节的可伸展动态关节角度计臂设计和战略性传感器位置(根据受影响肢体的解剖结构对齐)确保测量结果比贴片式传感器更不易受'嘈杂数据'和皮肤运动造成的误差的影响,尤其是在软组织过多的患者身上。” Paul Mallinson,OPUM Technologies 首席技术官解释道。
“数字膝关节评估的准确性、可靠性和可用性已在同行评审论文中得到验证。例如,前交叉韧带患者在术后六周内使用该设备,诊所内的动态关节角度计和远程数字膝关节评估的最大膝关节屈曲度相差一度。“Freeborn Mondello 博士,OPUM 技术公司临床主任补充道。
基于 nRF52840 SoC 的集成式 Raytac MDBT50Q-1MV2 模块是数字膝关节传感器的主要应用处理器,可执行所有数据捕获活动,并运行大量专有算法和 ML 分类。传感器由 nRF52840 SoC 功能强大的 64 MHz 32 位 Arm® Cortex® M4 处理器(带浮点运算单元 (FPU))监控。
通过 nRF52840 SoC 提供的 Bluetooth® LE 连接,数据从传感器发送到用户的智能手机,相关的 “我的数字膝关节 ”iOS/Android 应用程序可为患者在进行规定活动和评估时提供 “实时 ”见解。通过该应用程序,患者还可以为自己的膝关节建立一个 “数字孪生”,以持续全面地了解膝关节的健康状况,跟踪自己的康复历程,接收和跟踪处方治疗/手术计划,并与护理团队共享数据和合规情况。
此外,数据还可以转发到云端,供临床团队通过基于网络的门户网站进行更深入的分析。通知还能让临床医生了解患者的最新进展,帮助他们进行评估,为临床决策提供依据。
无线传感器配置
通过集成 nRF52840 SoC,可以根据病人的具体护理方案进行无线传感器配置和重新配置,并利用 SoC 的无线设备固件更新 (OTA-DFU) 功能进行无缝远程传感器更新。由于 nRF52840 SoC 具有超低功耗特性,Digital Knee 使用 300mAH 锂聚合物袋装电池,因此该设备在充电后一般可使用数天。
“基于预认证 nRF52840 SoC 的 Raytac 模块的软件架构大大缩短了开发时间,使我们的团队能够集中精力实现核心功能,而不是在连接性方面花费大量精力。” Mallinson表示,“处理能力和内存容量使设计不需要[单独的]专用应用处理器,从而降低了功耗,节约了成本,简化了设计。”