حلول طبية جاهزة: من الأجهزة القابلة للارتداء إلى Edge AI

تعتمد هذه الحلول على ما يُعرف بـ التصميمات المرجعية الطبية (Medical Reference Designs)، وهي حزم تطوير متكاملة تجمع بين مكونات أساسية مثل الواجهات التناظرية الأمامية، ووحدات التحكم الدقيقة، وآليات الأمن السيبراني، بالإضافة إلى البرمجيات الداعمة.

في هذه المقابلة، يوضح غارديللا كيف يمكن لتقنيات الذكاء الاصطناعي الطرفي (Edge AI) أن تُسرّع تطوير الأجهزة الطبية، ولماذا أصبح دمج الأمن السيبراني منذ المراحل الأولى للتصميم ضرورة أساسية. كما يتحدث عن أبرز الابتكارات التي ستعرضها NXP في معرض embedded world 2026.

السيد غارديللا، التقينا آخر مرة في معرض Medica. كيف تقيمون مشاركتكم في نسخة 2025؟

حقق معرض Medica مرة أخرى نجاحًا كبيرًا بالنسبة لنا. هذه المرة قررنا عن قصد المشاركة ضمن جناح Wearable Technologies Pavilion، الذي يُعد أحد أبرز نقاط الجذب للإلكترونيات الطبية القابلة للارتداء.

أبرز ما عرضناه خلال المعرض كان التصميم المرجعي لنظام المراقبة المستمرة للجلوكوز (CGM)، والذي قدمناه للجمهور لأول مرة هناك. إلى جانب ذلك، استعرضنا أيضًا مجموعة من شراكاتنا في قطاع الرعاية الصحية، مثل الحلول الخاصة بمضخات الأنسولين وأنظمة Companion التي تتيح قراءة بيانات المرضى دون الاعتماد على الهواتف الذكية. وقد كانت ردود الفعل في دوسلدورف إيجابية للغاية. ركز الزوار بشكل أساسي على إمكانية دمج هذه التقنيات بسرعة داخل عمليات التطوير الخاصة بهم، وهو ما يمثل تأكيدًا واضحًا على صحة استراتيجيتنا في مجال التقنيات الطبية، وكذلك على أهمية فريق التصميمات المرجعية الذي أسسناه لهذا الغرض.

هذا التفاعل الإيجابي شجعنا على العودة مجددًا هذا العام بجناح مستقل في معرض Medica.

ما المكونات البرمجية والعتادية التي يتضمنها نظام CGM؟

التصميم المرجعي الذي طورناه يمثل منصة متكاملة لصقة CGM، ويضم:

• واجهة أمامية تناظرية Analog Frontend
• وحدة تحكم دقيقة تدعم Bluetooth Low Energy (BLE)

لكن الأهم بالنسبة لمصنعي الأجهزة الطبية هو أننا لا نقدم المكونات العتادية فقط، بل نوفر أيضًا الحزمة البرمجية الكاملة اللازمة لإدارة الاتصال وبرمجة جميع مكونات اللوحة الإلكترونية. وقد صُممت هذه المنصة بحيث تقلل بشكل كبير من تعقيد تطوير لصقات CGM. وبهذا يحصل المصنعون الأصليون (OEMs) على نظام جاهز تقريبًا للاستخدام، ما يسمح لهم بالتركيز على تطوير التطبيق الطبي نفسه.

ويرى المطورون أن هذه التصميمات المرجعية تساعدهم على تسريع عملية التطوير بشكل ملحوظ. كما يشكل هذا التصميم جزءًا من محفظة NXP الخاصة بإدارة مرض السكري، حيث يكمل الحلول الحالية المخصصة لمضخات الأنسولين. وبذلك توفر NXP للمطورين بنية متكاملة لأنظمة Closed-Loop تشمل:

• مراقبة مستوى الجلوكوز عبر CGM
• تقديم العلاج عبر أنظمة توصيل الأنسولين

كيف تدعم NXP المطورين في تأمين الأجهزة الطبية المتصلة؟

يعتمد مستوى الأمان المطلوب على حساسية التطبيق. وفي تطبيقات مثل مراقبة الجلوكوز أو علاج مرض السكري من النوع الأول، يصبح الأمن السيبراني عنصرًا حاسمًا، لأن أي هجوم قد يشكل خطرًا مباشرًا على حياة المرضى.

أحد الأسس الأمنية في محفظتنا هو Secure Enclaves المدمجة داخل وحدات التحكم الدقيقة الخاصة بنا. أما التطبيقات التي تتطلب مستويات أعلى من الحماية، فنقدم مكونات أمنية خارجية تلبي أيضًا متطلبات الأمن السيبراني التي تفرضها هيئة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA).

من أبرز هذه الحلول عنصر الأمان EdgeLock SE052F، وهو أول عنصر أمان عتادي في العالم يحصل على شهادة FIPS-140-3 المستوى الثالث. يتولى هذا المكوّن جميع عمليات التشفير وفك التشفير، كما يقوم بتخزين المفاتيح الخاصة بشكل آمن، ما يضع معايير جديدة في مجال أمن الأجهزة الطبية. إلى جانب ذلك توفر NXP خدمة EdgeLock 2GO، التي تتيح للمطورين إدخال المفاتيح التشفيرية في سحابة خاصة وآمنة، على سبيل المثال لتنفيذ عمليات المصادقة الآمنة.

كما تساعد هذه الخدمة مصنعي الأجهزة الطبية خلال عمليات الاعتماد التنظيمي لدى الجهات مثل FDA واللائحة الأوروبية للأجهزة الطبية MDR.

وتكمن قوة NXP في خبرتها الطويلة في قطاع التقنيات الطبية والأمن السيبراني، ما يسمح لها بمرافقة المطورين عبر كامل سلسلة الحلول، بدءًا من الأمان المدمج داخل الشريحة وصولًا إلى المكونات العتادية الآمنة والخدمات السحابية.

تعملون أيضًا مع الشركة الناشئة الألمانية Pheal في مجال الأجهزة القابلة للارتداء.

يمثل التعاون مع شركة Pheal مثالًا جيدًا على التكامل بين الشركات الناشئة وموردي التكنولوجيا.

تعتمد هذه الأجهزة على وحدة تحكم دقيقة من عائلة MCX W23، المصممة خصيصًا للأجهزة الطبية القابلة للارتداء. وتقوم هذه الوحدة بإدارة التطبيق والاتصال عبر BLE إضافة إلى وظائف الأمان.

في الوقت نفسه يتولى Healthcare Analog Frontend من NXP مهمة التقاط الإشارات الحيوية. ويتيح هذا النظام قياس أربعة مؤشرات حيوية في الوقت نفسه. ففي أنظمة CGM يتم قياس الجلوكوز عبر التحليل الكهروكيميائي، بينما يقوم جهاز Pheal بتحليل مكونات العرق.

ويظهر هذا التعاون بوضوح مرونة منصات الواجهة الأمامية لدينا، إذ لا تقتصر على تطبيقات قياس السكر فقط، بل يمكن استخدامها أيضًا في الأجهزة القابلة للارتداء متعددة المستشعرات. وبذلك يمكن للشركات الناشئة التركيز على تطوير تطبيقاتها الخاصة، مثل تصميم الأجهزة وتحليل البيانات الحيوية، بينما توفر NXP البنية التكنولوجية المعقدة على مستوى الشرائح.

من الأجهزة القابلة للارتداء إلى أنظمة المستشفيات، أين ترون أكبر فرص النمو في السوق حاليًا؟

خلال العامين الماضيين ركزنا بشكل رئيسي على الأجهزة القابلة للارتداء والرعاية المنزلية، خاصة في إدارة مرض السكري وأجهزة السمع، حيث نتمتع بموقع قوي للغاية. لكننا نشهد الآن زيادة واضحة في مشاريع التطوير المرتبطة بالتطبيقات السريرية داخل المستشفيات، مثل الأجهزة الطبية المتصلة وأنظمة التصوير الطبي.

ويشهد كلا القطاعين – الأجهزة القابلة للارتداء والمستشفيات – زخمًا متزايدًا بفضل دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي.

كما نتعاون مع شركات رائدة في مجال التكنولوجيا الطبية مثل GE HealthCare لتطوير حلول تعتمد على الذكاء الاصطناعي الطرفي في تطبيقات الرعاية الحرجة. ويبدو أن تصميماتنا المرجعية الطبية تلبي حاجة حقيقية في السوق، إذ يسعى المصنعون إلى تقليل زمن الوصول إلى السوق (Time-to-Market) بشكل كبير.

كيف تقيّمون دمج الذكاء الاصطناعي في الأجهزة الطبية اليوم؟

من المتوقع أن يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا متزايدًا في مختلف مجالات الطب.

ومن الأمثلة الواضحة على ذلك أجهزة السمع الذكية، حيث طورنا تصميمًا مرجعيًا يدمج الذكاء الاصطناعي في نظارات سمعية صغيرة الحجم.

ويعتمد هذا الحل على تقنية Digital Beamforming، التي تسمح بتضخيم الصوت البشري وتقليل الضوضاء والإشارات غير المرغوبة.

لكن طبيعة الذكاء الاصطناعي تختلف حسب التطبيق:

• في أجهزة السمع: معالجة الإشارة وتحسين الكلام
• في تطبيقات أخرى: تحليل الصور أو التعرف على الأنماط

نحن نطوّر المنصات العتادية التي تتيح تنفيذ هذه الوظائف مع توفير قدرة حوسبة عالية واستهلاك منخفض للطاقة، وهو عامل حاسم خصوصًا في الأجهزة القابلة للارتداء التي تعمل بالبطاريات.

ما أبرز الابتكارات التي ستعرضونها في معرض embedded world؟

في معرض embedded world لهذا العام سنعرض تطويرًا مشتركًا مع GE Healthcare يعتمد على الذكاء الاصطناعي الطرفي لمراقبة حديثي الولادة باستخدام معالجة الصور في الزمن الحقيقي.

يعرض النظام في نورنبرغ قدرة النظام على:

• تحديد ما إذا كان الطفل يبكي أو هادئًا
• اكتشاف الأجسام داخل سرير الطفل
• تنبيه الطاقم الطبي إذا كان الطفل في وضعية غير صحيحة.

ويهدف هذا النظام إلى تقليل عبء العمل على الطاقم الطبي وتحسين سلامة وراحة الأطفال حديثي الولادة.

ومن الناحية التقنية، يعتمد النظام على مفهوم الذكاء الاصطناعي الوكيلي (Agentic AI) الذي يعمل مباشرة على الجهاز الطبي الطرفي. ويستخدم نماذج من منصة eIQ AI Toolkit الخاصة بنا. والأمر الحاسم في التطبيقات الطبية هو أن جميع معالجة الصور تتم محليًا على الجهاز دون نقل البيانات إلى الخارج، ما يضمن الامتثال لأعلى معايير الأمن والخصوصية.

شكرًا جزيلاً على هذا الحوار!