Medical-Referenzdesigns vereinen als Starterpaket Bausteine wie Frontend, MCU, Security und Software. Pierluigi Gardella von NXP zeigt die Kraft von Edge-KI in der Medizin, wie Medtech-Entwickler Entwicklungszyklen verkürzen sowie Cybersecurity mitdenken - und was Besucher auf der #ew26 erwartet.
Die Medica war für uns erneut sehr erfolgreich. Wir hatten uns diesmal bewusst dazu entschieden, unseren Stand im Wearable Technologies Pavilion aufzuschlagen – definitiv ein Hotspot für tragbare Medizinelektronik. Das Ausstellungshighlight war unser Referenzdesign für die kontinuierliche Blutzuckerüberwachung, das wir dort erstmals öffentlich vorgestellt haben. Neben dem CGM-System haben wir auch unsere etablierten Healthcare-Partnerschaften gezeigt, wie etwa für Insulinpumpen und Companion-Systeme, die als Alternative zum Smartphone zum Auslesen der Daten dienen.
Das Feedback in Düsseldorf war sehr positiv. Den Messebesuchern ging es vor allem darum, die Technologie möglichst schnell in ihre eigenen Entwicklungsprozesse zu integrieren. Eine schöne Bestätigung für unsere Medtech-Strategie und das eigens dafür aufgebaute Referenzdesign-Team. Die Resonanz hat uns bestärkt, dieses Jahr wieder mit einem eigenen Stand auf der Medica zu sein.
Das Referenzdesign ist eine vollständige CGM-Patch-Plattform – bestehend aus einem Analog Frontend und einem Mikrocontroller für BLE. Entscheidend für Medizingerätehersteller ist dabei: Wir liefern nicht nur die Hardware-Komponenten, sondern auch die komplette Software für die Kommunikation und Programmierung aller Board-Komponenten. Unser Team hat das Paket so entwickelt, dass es die Implementierungskomplexität für CGM-Patches deutlich reduziert. OEMs bekommen quasi ein »Ready-to-Go«-System und können sich auf die eigentliche Anwendung konzentrieren. Die Entwickler und OEMs finden es gut, dass sie mit den Referenzdesigns deutlich schneller werden. Das CGM-Referenzdesign ist Teil unseres Portfolios für Diabetes-Management, es ergänzt die bestehenden Designs für Insulinpumpen. Für Entwickler von Closed-Loop-Systemen decken wir damit sowohl die Monitoring-Seite mit CGM als auch die Therapieseite mit der Insulinabgabe ab.
Je nachdem wie kritisch die Anwendung ist, sprechen wir von unterschiedlichen Security-Leveln. Gerade beim Blutzucker und bei Typ-1-Diabetes ist Cybersecurity absolut essenziell, weil Angriffe direkt das Leben der Patienten gefährden können. Eine Basis-Security-Funktion in unserem Portfolio sind die Secure Enclaves, die bereits in unseren MCUs integriert sind. Für höhere Sicherheitsanforderungen gibt es externe Komponenten, die speziell auch die FDA-Anforderungen an Cybersicherheit adressieren. Dazu zählt beispielsweise unser EdgeLock SE052F Secure Element, das weltweit erste Hardware-Sicherheitselement mit FIPS-140-3-Level-3-Zertifizierung. Es übernimmt alle Encryption- und Decryption-Prozesse und speichert alle erforderlichen Private Keys sicher – und setzt damit definitiv neue Maßstäbe in der Medizintechnik.
Zusätzlich zur Hardware bieten wir den EdgeLock 2GO Service an. Damit können Entwickler kryptografische Schlüssel in einer privaten, sicheren Cloud injizieren – zum Beispiel für eine sichere Authentifizierung. Auch dieser Service hilft Medizingeräte-OEMs im Rahmen der Zertifizierung und Validierung gegenüber FDA und MDR.
Unsere Stärke als NXP liegt definitiv in der langjährigen Erfahrung in der Medizin und den Sicherheitstechnologien. Wir können Entwickler über das gesamte Spektrum – von grundlegender On-Chip-Security bis zu medizinsicherer Hardware-Komponenten wie auch Cloud-Services – begleiten.
Die Zusammenarbeit mit Pheal ist ein richtig gutes Match: Unser Mikrocontroller aus der MCX W23-Familie, die speziell für tragbare Medizintechnik entwickelt wurde, dient der Anwendungssteuerung, der Kommunikation via BLE und auch der Security. Unser Healthcare-AFE übernimmt dazu die eigentliche Biosignal-Erfassung. Möglich sind vier verschiedene Parameter gleichzeitig; bei CGM etwa die elektrochemische Messung der Glukosewerte, der Pheal-Patch wertet Schweiß aus.
Aus unserer Sicht zeigt die Kooperation sehr schön, wie vielseitig unser Frontend ist – nicht nur für Blutzucker-Anwendungen, sondern auch für multisensorische Wearables, die verschiedene Biomarker parallel auswerten. Gerade noch kleinere Firmen wie Pheal können so ihre spezifische Applikation entwickeln, während wir die komplexe Hardware- und Software auf Chipebene beisteuern. Sie konzentrieren sich auf ihre Expertise – wie Sensorik, Gerätedesign, Parameteranalyse und Marktzugang – wir liefern die technologische Basis dafür.
In den vergangenen zwei Jahren lag unser Fokus hauptsächlich auf Wearables und häuslicher Pflege, speziell im Diabetes-Management und bei Hörgeräten – gerade bei Hörhilfen sind wir sehr stark positioniert. Jetzt verzeichnen wir zunehmend Entwicklungsaufträge im Klinikbereich, also bei der professionellen Patientenversorgung mit vernetzten Medizingeräten und bildgebenden Verfahren.
Sowohl das Wearable- wie auch das Klinik-Segment gewinnen durch den Boom und die Integration von KI gerade deutlich an Schwung. Darüber hinaus arbeiten wir mit namhaften Medizintechnikanbietern, darunter auch GE HealthCare, zusammen, um neue Fortschritte im Bereich Edge-AI in der Akutversorgung voranzutreiben. Die Technologien sind enorm relevant und besitzen für Entwickler einen hohen Reifegrad. Wir merken, dass wir mit unseren Medical-Referenzdesigns da gerade einen Nerv treffen, da die OEMs ihre Time-to-Market deutlich verkürzen wollen bzw. müssen.
KI wird künftig in allen Bereichen der Medizin eine Rolle spielen. Ein aktuelles und sehr konkretes Beispiel ist der Bereich Hörhilfen, wo wir ebenfalls ein Referenzdesign entwickelt haben. Hierbei geht es um die Hörverstärkung in Brillen mit einem weiter verkleinerten Formfaktor. Für eine bessere Audioqualität kommt dort beispielsweise digitales Beam-Forming zum Einsatz: es kann Stimmen verstärken und Hintergrundgeräusche sowie Störsignale reduzieren.
Die jeweilige KI-Integration hängt stark an der Anwendung. Bei Hörgeräten geht es um Signalverarbeitung und Sprachoptimierung, in anderen Bereichen können es Bildanalyse oder Mustererkennung sein. Wir entwickeln die Hardware-Plattformen, die solche KI-Funktionen ermöglichen – mit der nötigen Rechenleistung bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch, was gerade bei batteriebetriebenen Wearables entscheidend ist.
Auf der diesjährigen embedded world zeigen wir eine gemeinsame Edge-AI-Entwicklung mit GE Healthcare – für die Überwachung von Neugeborenen durch Echtzeit-Bildverarbeitung. Die Demonstartion des Neonatal-Systems in Nürnberg zeigt, ob ein Säugling weint oder ruhig ist, zudem kann es Objekte im Kinderbett erkennen und das Pflegepersonal alarmieren, wenn das Baby falsch liegt. So soll das Stationspersonal entlastet und die Sicherheit und das Wohlbefinden der Neugeborenen verbessert werden.
Technisch besonders interessant ist der Ansatz mit »Agentic AI« direkt am medizinischen Edge: Das Neugeborenen-System erfasst entsprechende Ereignisse und benachrichtigt bei Bedarf das medizinische Fachpersonal. Die gesamte Bildverarbeitung läuft lokal auf dem Gerät mit Modellen aus unserem eIQ AI Toolkit. Entscheidend für den medizinischen Einsatz: Es werden keine Bilddaten vom Gerät übertragen, wodurch wir hohe Sicherheits- und Datenschutzanforderungen erfüllen können.
Vielen Dank für das Gespräch!