Non dovrebbe forse interrogarci il fatto che al giorno d'oggi le auto forniscano molte più informazioni in tempo reale sul loro stato operativo di quanto noi sappiamo sul nostro stato di salute? I veicoli che guidiamo sono praticamente imbottiti di sensori e indicatori che monitorano e informano su tutto, dalla temperatura del motore all'efficienza del carburante, dalle cinture di sicurezza che autista e passeggero hanno o non hanno allacciato alla luce ambiente e alle condizioni di temperatura. D'altro canto, noi umani siamo piuttosto limitati in quanto a capacità di rilevare situazioni problematiche. Sappiamo, sì, cogliere i segni di febbre, tosse, starnuti o dolore, ma per quanti sforzi si siano fatti per incorporare nelle apparecchiature protocolli più elevati di autodiagnosi e manutenzione preventiva, il ritardo accumulato nel monitoraggio delle funzioni corporee è ancora molto forte. Riconoscere quasi in tempo reale che un parametro (glicemia, frequenza cardiaca, ecc.) è “oltre soglia” certamente contribuirebbe a minimizzare i principali problemi di salute. Se avessimo accesso a queste informazioni, potremmo prendere immediatamente delle misure proattive per riportare un parametro critico sotto controllo. Ma come ottenere queste informazioni senza passare giornate intere attaccati ad apparecchiature diagnostiche? Un tale livello di monitoraggio non richiederebbe troppo tempo, oltre ad essere troppo invasivo? Fino a poco fa chiunque volesse ottenere anche le informazioni più elementari avrebbe dovuto far visita ad un operatore sanitario o usare uno strumento invasivo (come un bisturi per stillare una goccia di sangue all'interno di un misuratore di glicemia). I costi, il tempo, l'accesso/la disponibilità e la scomodità hanno sempre reso molto difficile la raccolta di dati fisiologici.
Una rivoluzione nel monitoraggio della salute
Ma, a quanto pare, stiamo per assistere a una rivoluzione nel campo del monitoraggio della salute. Il movimento del “Quantified Self” assicura che ci aiuterà ad “andare a fondo” e capire i nostri parametri sanitari in ogni momento. Quello del “Quantified Self” è un concetto per cui dei sensori elettronici tengono monitorati i parametri fisiologici di una persona così da comprenderne lo stato corporeo (frequenza cardiaca, glucosio, idratazione, consumo di ossigeno, ritmi del sonno, calorie ingerite, ecc) in tempo reale. Lo scopo principale è permettere a chiunque di agire sulla base delle proprie informazioni fisiologiche per migliorare la propria salute, il proprio stato d'animo, ecc. Purtroppo nel passato il corpo umano è sempre stato trattato come una “scatola nera” per cui trovare risposte più che da capire in tempo reale. In realtà, una comprensione in tempo reale (acquisita attraverso il monitoraggio fisiologico) ci permetterebbe di modificare il nostro comportamento così da ottenere la condizione desiderata (una pressione arteriosa più bassa, perdita di peso, accorciamento del tempo di convalescenza a seguito di infortunio/operazione chirurgica, ecc.). Senza queste informazioni sul proprio stato effettivo, è estremamente difficile pianificare e passare alla fase successiva. Tuttavia, se dette informazioni fossero prontamente disponibili, si sarebbe incoraggiati a lavorare per raggiungere prima i nostri obiettivi. Anche semplici azioni, quali salire le scale invece di prendere l'ascensore o bere acqua al posto di bevande zuccherate, avrebbe un impatto misurabile e riconoscibile e porterebbe a godere di una salute migliore in generale. Per quanto possa sembrare sorprendente per i più, le tecnologie indossabili con sensori fisiologici incorporati stanno diventando sempre più disponibili. Invece di costringere gli utenti a portare con sé i misuratori di glicemia, la prossima generazione di dispositivi di monitoraggio sarà portata sul corpo stesso. L'incorporazione quasi trasparente di questi sensori medici consentirà di monitorare le proprie condizioni pressoché in tempo reale e di accumulare molti più punti dati nel corso della giornata.
I primi esempi di questo nuovo approccio sono già sul mercato, sotto forma di braccialetti capaci di misurare la distanza percorsa camminando, le pulsazioni, ecc. Sobria biancheria intima (canottiere, reggiseni, ecc.) pensata per il fitness consente di raccogliere dati su parametri chiave quali pulsazioni, velocità di respirazione, postura e persino distanza percorsa. Per quanto queste opzioni di monitoraggio possano essere vantaggiose, i progressi maggiori devono ancora venire. Immaginate soltanto se chi soffre di diabete non dovesse più pungersi le dita varie volte al giorno per misurarsi la glicemia e adattare di conseguenza la dose di insulina. In questo modo non solo si eliminerebbe il dolore, ma diventerebbe molto più semplice raccogliere con maggiore frequenza questo genere di dati fondamentali. I malati di diabete, inoltre, riuscirebbero a controllare più efficacemente i loro livelli di glicemia sul lungo periodo e ritardare, se non prevenire, le conseguenze più gravi di questo disturbo sempre più comune. In Germania dei ricercatori hanno persino sviluppato un metodo che impiega luce laser a infrarossi e una tecnica chiamata spettroscopia fotoacustica per determinate i livelli di glicemia senza dover perforare la pelle. Analogamente, dei ricercatori in Israele e in Olanda stanno lavorando per sviluppare dispositivi indossabili che impiegano luce laser, un magnete e una fotocamera per misurare la concentrazione del glucosio nel sangue usando l'effetto “macchiato”, strutture di interferenza granulosa prodotte sulle immagini quando la luce laser è riflessa da una superficie irregolare o si disperde da un materiale opaco. Entrambi i metodi sono non invasivi e un giorno potrebbero rivoluzionare la diagnosi, il monitoraggio e la cura del diabete.
Proteggere dalla scariche elettrostatiche
Se da un lato lo sviluppo e l'introduzione di queste nuove ed entusiasmanti tecnologie hanno il potenziale di migliorare la raccolta dati e, in definitiva, la salute di chi le usa, il fatto che questi sistemi siano progettati per essere indossati a contatto con la pelle non è solo il loro maggiore punto di forza, ma potenzialmente anche un punto debole. In fondo, è inevitabile che siano esposti all'elettricità statica generata dall'utente, il che può renderli inutilizzabili in assenza di una protezione adeguata. Per quanto possa meravigliare, può bastare un semplice tocco umano per innescare un transiente da scarica elettrostatica. Il fatto è che ogni circuito di sensori, ogni pulsante, ogni interfaccia di ricarica della batteria o I/O di dati può rappresentare un varco attraverso cui gli Esd possono entrare nei dispositivi. La buona notizia per i produttori di dispositivi indossabili è che i produttori dei componenti di protezione Esd basati su semiconduttori stanno lavorando sodo per migliorare le potenzialità di queste soluzioni. Littelfuse, ad esempio, investe costantemente nello sviluppo di nuovi processi a potenziamento dei suoi prodotti di protezione.
Innovazioni nella protezione
Tensione di bloccaggio inferiore per proteggere anche i circuiti più sensibili - Durante un evento Esd il compito principale della protezione Esd è quello di deviare e dissipare quanto più transiente Esd possibile. Questa caratteristica si migliora riducendo la resistenza nello stato (spesso chiamata “resistenza dinamica”). Riducendo la resistenza dinamica, la protezione Esd porta su di sé molta più corrente di picco rispetto al circuito protetto. In questo modo, riduce lo stress elettrico che grava sul circuito integrato, garantendone la sopravvivenza. La serie di diodi Tvs SP3014 della Littelfuse, ad esempio, presenta un valore di resistenza dinamica inferiore a 0.1 Ω, così da fornire le migliori prestazioni.
Capacità inferiore per evitare interferenze con trasferimento dati ad alta velocità - Sebbene la protezione dei circuiti sia compito fondamentale dei dispositivi di protezione Esd, è importante ricordare che questo deve essere svolto senza interferire con il funzionamento ordinario dei circuiti che proteggono. Ad esempio, su un'interfaccia Rf (Bluetooth, ZigBee, ecc.) o una porta cablata come un Usb 2.0, alla protezione Esd si deve impedire di distorcere o indebolire i segnali di dati. Per assicurare l'integrità del segnale, la capacità della protezione Esd deve essere minimizzata senza per questo compromettere i livelli di protezione. Il diodo Tvs serie SP3022 di Littelfuse presenta un valore di capacità pari a 0.35pF, il che ne garantisce l'invisibilità ai segnali ad alta velocità
Fattori di forma inferiori adatti allo spazio ridotto della scheda disponibile nei dispositivi indossabili - Per quanto un dispositivo di protezione funzioni bene, non sarà di grande utilità se non si può integrare nell'applicazione che deve proteggere. I dispositivi medici indossabili diventeranno sempre più piccoli e sottili (orologi, braccialetti, fasce pettorali) o saranno incorporati direttamente negli indumenti, così che le schede dei circuiti disporranno di uno spazio minimo disponibile per le soluzioni di protezione Esd. I diodi discreti sono ideali, offrendo ai progettisti un'eccezionale flessibilità di layout della scheda; inoltre, le serie SP1020 (30pF) e SP1021 (6pF) sono confezionate in un pacchetto di tipo 01005 per minimizzare lo spazio che occupano. Infine, la serie SP1012 riunisce cinque canali bidirezionali di protezione in un pacchetto compatto di 0,94 mm x 0,61 mm per applicazioni che richiedono la riduzione del numero di parti e dell'ingombro del dispositivo di protezione.
