Aprimorando a tecnologia vestível com soluções avançadas de gerenciamento de dados
No cenário em evolução da tecnologia vestível, os dados são fundamentais. A precisão com que coletamos, gerenciamos e interpretamos os dados de dispositivos vestíveis determina a eficácia do monitoramento da saúde e o potencial das soluções de saúde orientadas por IA. Nosso SDK foi projetado para fornecer aos desenvolvedores as ferramentas necessárias para aproveitar esses dados, oferecendo suporte robusto para a coleta de dados processados e de passagem.
Tabela de Conteúdos
O que são dados processados e como obtê-los em nosso SDK
No âmbito da tecnologia vestível, os dados processados contrastam com os dados brutos de passagem derivados de sensores como PPG, ECG, acelerômetros e giroscópios. Esses dados são o produto de algoritmos complexos incorporados ao firmware do dispositivo, transformando as leituras brutas do sensor em métricas de saúde significativas que são imediatamente acionáveis.
Recuperação de dados de sinais vitais
Nosso SDK utiliza o Self_write() para permitir comandos diretos ao dispositivo para obter dados processados em tempo real. Esses dados já são computados e formatados para uso, ao contrário dos dados brutos que necessitam de análise adicional. A gama de sinais vitais acessíveis inclui:
- Contagem atual de passos do dia
- Dados de qualidade do sono, distinguindo entre as fases de sono profundo e leve da noite anterior
- Frequência cardíaca em tempo real
- Níveis de oxigênio no sangue (SpO2)
- Temperatura do corpo e da pele
- Taxa respiratória
- Níveis de fadiga e estresse
- Variabilidade da frequência cardíaca (HRV) e intervalos R-R (RRI)
- Intensidade da atividade física
Frequência de coleta de dados
A frequência de coleta desses sinais vitais é predefinida e permanentemente definida no firmware do dispositivo, garantindo que os dados sejam capturados de forma consistente e confiável. Quaisquer ajustes nessa frequência exigem atualizações de firmware diretamente de nós, pois essas configurações não são modificáveis em tempo real por meio do aplicativo ou pelo usuário.
Dados em tempo real
Esses dados são coletados em "tempo real", o que significa que o dispositivo é programado para fornecer as leituras mais recentes quase instantaneamente quando solicitado. Por exemplo, ao consultar a contagem atual de passos, o dispositivo responde com os passos cumulativos registrados até aquele exato momento. Da mesma forma, para a frequência cardíaca, o aplicativo exibe a frequência mais recente monitorada pelo dispositivo.
Dados processados vs. dados de passagem
Enquanto os dados de passagem são a saída direta e não filtrada dos sensores do dispositivo, os dados processados são refinados e apresentados em um formato fácil de usar. Eles encapsulam a capacidade do dispositivo de interpretar sinais brutos, oferecendo aos usuários uma compreensão clara e imediata de suas estatísticas vitais.
Essencialmente, nosso SDK equipa os desenvolvedores com a capacidade de recuperar dados de sinais vitais que não são apenas atuais, mas também preparados para aplicação direta no monitoramento e na análise da saúde. Isso contrasta com os dados de passagem brutos e mais granulares que exigem processamento adicional, mas que também estão disponíveis por meio do mesmo conjunto abrangente de ferramentas.
O que são dados de passagem e como obtê-los em nosso SDK
Os dados de passagem são as informações brutas e não processadas coletadas diretamente de sensores como PPG, ECG, acelerômetros e giroscópios. Elas refletem a atividade em tempo real e as alterações fisiológicas detectadas por esses dispositivos, servindo como um elemento fundamental para a análise aprofundada e o desenvolvimento de algoritmos.
Coleta contínua de dados brutos
Utilizando o public void transparentData(int type) em nosso SDK, os desenvolvedores podem comandar o dispositivo vestível para capturar e transmitir esses dados brutos. Veja como isso pode ser aproveitado:
(1) PPG (Fotopletismografia)
- a. Atualmente, o usuário precisa enviar um comando ativamente para obter dados de PPG.
- b. É possível personalizar o desenvolvimento para coletar dados automaticamente em um horário definido.
- c. A coleta e o armazenamento automáticos de dados podem ser personalizados (para isso, é necessária uma mudança para o hardware X5 ou X6, e várias perguntas precisam ser respondidas: Qual é a duração de um único período de amostragem (A), por exemplo, 60 segundos; Quais são as durações possíveis para A, por exemplo, 10/30/60 segundos; Quantos conjuntos de A são necessários, por exemplo, até 100 conjuntos; Existe um requisito de tempo máximo, por exemplo, armazenar até 100 conjuntos por 2 dias).
Exemplo para PPG:
Digamos que você queira medir os dados de PPG por 60 segundos de cada vez (esse é o seu A) e que queira fazer isso a cada 10 minutos. Se você precisar de até 100 dessas medições de 60 segundos e quiser que o dispositivo armazene dois dias desses dados, será necessário garantir que a bateria e o armazenamento possam suportar 100 conjuntos de medições de 60 segundos feitas a cada 10 minutos durante 48 horas.
(2) ECG (Eletrocardiografia)
- a. Atualmente, os dados de ECG exigem que o usuário inicie a medição.
- b. A coleta automática de dados não é possível, pois o ECG exige que o usuário use e toque ativamente os eletrodos laterais.
- c. Outras considerações são as mesmas que para o PPG.
(3) Acelerômetro
- a. O aplicativo envia um comando para iniciar a coleta de dados.
- b. A taxa de amostragem padrão é de 25 Hz.
- c. É possível a personalização para taxas de amostragem de 50/100/200Hz.
(4) Giroscópio
- a. A coleta de dados é iniciada com um comando de aplicativo.
- b. As taxas de amostragem podem ser definidas como 50Hz/100Hz/200Hz (o hardware X6 é necessário para testar essas taxas).
Exemplo de acelerômetro/giroscópio:
- Se o aplicativo precisar coletar dados brutos do acelerômetro a uma taxa de 100 Hz, você enviaria um comando por meio do aplicativo para iniciar a coleta de dados nessa frequência. O dispositivo (com hardware X6) começaria a amostrar os dados de movimento 100 vezes por segundo.
A diferença entre os métodos de coleta de dados do PPG e do acelerômetro e giroscópio:
PPG e ECG geralmente requerem um comando ativo do usuário, pois essas medições podem ser sensíveis ao movimento e ao posicionamento. Para obter leituras precisas, o usuário pode precisar ficar imóvel ou tocar determinadas partes do dispositivo (como os eletrodos para ECG). O "comando ativo" normalmente significa que o usuário inicia o processo de medição, geralmente pressionando um botão no dispositivo ou no aplicativo para iniciar a medição.
Acelerômetro e giroscópio a coleta de dados pode ser iniciado por meio do aplicativo porque esses sensores são projetados para medir o movimento continuamente e não exigem que o usuário esteja em um estado ou posição específicos. O aplicativo pode enviar um comando para o dispositivo para começar a coletar esses dados a qualquer momento, sem que o usuário precise interagir com o dispositivo.
Armazenamento de dados com precisão
Nossa abordagem de armazenamento de dados equilibra a necessidade de dados brutos de alta frequência e dados processados de baixa frequência:
Dados processados
Armazenados em intervalos maiores para refletir tendências de saúde, como a frequência cardíaca registrada a cada poucos minutos.
Dados brutos
Capturado continuamente, especialmente durante atividades como exercícios físicos para análise granular, e armazenado na mesma alta frequência em que é coletado.
Aqui, vamos usar os dados de PPG como exemplo para mostrar a estratégia de armazenamento de dois tipos diferentes de dados
Estratégias eficientes de armazenamento de dados para monitoramento de PPG em dispositivos vestíveis
Armazenamento de dados PPG processados
Quando falamos em armazenar dados processados derivados do sinal PPG, como frequência cardíaca ou Variabilidade da frequência cardíaca (VFC), geralmente armazenamos esses dados em intervalos definidos. Esses intervalos geralmente são mais longos porque estamos interessados em capturar tendências ao longo do tempo, não mudanças instantâneas. Por exemplo, você pode armazenar dados de frequência cardíaca a cada minuto, a cada 5 minutos ou até com menos frequência, dependendo das necessidades do aplicativo.
Armazenamento de dados brutos de PPG
O armazenamento de dados brutos de PPG, por outro lado, geralmente ocorre em uma frequência muito maior porque o sinal bruto captura as flutuações detalhadas do volume de sangue a cada batimento cardíaco. Se quiser armazenar esses dados brutos para análise posterior, você o fará na mesma alta frequência em que os dados são coletados, que pode ser centenas de vezes por segundo.
Considerações sobre aplicativos e frequências
A decisão de armazenar dados brutos ou processados depende da finalidade do aplicativo. O armazenamento de alta frequência é essencial para tarefas analíticas detalhadas, enquanto o armazenamento de baixa frequência é suficiente para o monitoramento rotineiro da saúde. Nosso SDK permite que os desenvolvedores ajustem essas configurações, garantindo que o dispositivo vestível atenda às demandas precisas de seu aplicativo, seja ele de monitoramento contínuo de alta resolução ou de verificações periódicas de saúde. Em essência, nosso SDK oferece um kit de ferramentas versátil para o gerenciamento de dados de passagem, fornecendo a base para aplicação imediata e inovação futura em soluções de saúde orientadas por IA.
Dados históricos e soluções de armazenamento personalizadas
O SDK também facilita o acesso a uma semana de dados históricos, com configurações de armazenamento como quatro leituras por hora para frequência cardíaca ou uma leitura por hora para contagem de passos. As opções de personalização permitem que os clientes definam seus métodos de armazenamento, especificando os tipos de dados, a combinação, os intervalos e a duração de cada medição, bem como o tempo e a capacidade máximos de armazenamento necessários.
Densidade de armazenamento de dados padrão
Os dados históricos de frequência cardíaca, oxigênio no sangue, temperatura corporal, respiração e pressão arterial são armazenados com a densidade de 4 pontos de dados por hora (um a cada 15 minutos) durante 7 dias. Os dados históricos de contagem de passos são armazenados em uma densidade de 1 ponto de dados por hora durante 7 dias. Os dados históricos de sono incluem dados do dia anterior e são armazenados com a mesma densidade da frequência cardíaca.
Requisitos de armazenamento de dados personalizados
A personalização está no centro dos recursos de gerenciamento de dados do nosso SDK. Os desenvolvedores podem ajustar os intervalos de coleta para dados processados e de passagem, controlando a quantidade de informações armazenadas e a frequência com que são atualizadas. Isso permite a criação de soluções que podem variar desde o armazenamento de alta densidade para registros detalhados de saúde até conjuntos de dados simplificados para análise de tendências de longo prazo.
Se quiser personalizar o método de armazenamento de dados, você precisará especificar:
- Quais dados armazenar (por exemplo, frequência cardíaca, passos, temperatura).
- Combinação de dados (por exemplo, a frequência cardíaca + acelerômetro + saída do giroscópio juntos é chamada de combinação de dados).
- Intervalo para medições (com que frequência coletar dados).
- Duração de cada medição (por exemplo, os dados de PPG podem ter 10 segundos por conjunto de dados ou 30/60 segundos por conjunto de dados).
- Número máximo de pacotes de medição (quantidade total por dia e quantidade máxima geral).
- Requisito de tempo máximo de medição (com base no que foi mencionado acima, por exemplo, pelo menos 2 dias de volume de dados, incluindo o número máximo de pacotes x capacidade máxima por pacote).
Exemplo de armazenamento de dados personalizado
Suponha que você solicite que cada medição de PPG tenha 60 segundos de duração e que você permita 100 testes por dia. Isso equivale a 100 pacotes de dados por dia. Se você quiser que a bateria e o armazenamento durem até 3 dias, isso significa que você precisa de capacidade para 300 pacotes. Se cada segundo de dados tiver 1 KB, você precisaria de armazenamento para 300 pacotes * 60 segundos/pacote * 1 KB/segundo = 18 MB de dados.
Guia
Guia de personalização do gerenciamento de dados de dispositivos inteligentes
Dimensões dos dados: É fundamental compreender o escopo completo das dimensões dos dados. Considere o monitoramento da frequência cardíaca - não se trata apenas de capturar a frequência, mas de entendê-la em um contexto temporal: "7 dias * 24 horas * 4 leituras por hora". Trata-se de ver o quadro completo.
Métodos de aquisição: A aquisição é multifacetada. Alguns dados são melhor monitorados em tempo real, oferecendo percepções imediatas, enquanto outras métricas podem ser coletadas sob demanda ou em intervalos regulares, permitindo uma perspectiva mais ampla das tendências de saúde.
Densidade de armazenamento: A essência da densidade de armazenamento está em seu impacto na experiência do usuário e no desempenho do dispositivo. Ela define não apenas a quantidade de dados armazenados, mas também a resolução temporal desses dados. Por exemplo, o armazenamento da frequência cardíaca quatro vezes por hora oferece um equilíbrio entre detalhes e eficiência.
É essencial estabelecer um diálogo com nossos clientes para ajustar nosso dispositivo às suas necessidades específicas de dados. Consideramos suas dimensões de dados desejadas, a densidade de armazenamento e por quanto tempo os dados devem ser mantidos. Nosso objetivo é adaptar a funcionalidade do dispositivo para proporcionar uma experiência de usuário personalizada.
Por meio de um cenário real, demonstramos como um cliente maximizou o armazenamento de dados de seis eixos, aproveitando uma taxa de amostragem contínua de 50 Hz para rastreamento detalhado de movimentos. A duração e a capacidade do armazenamento foram dimensionadas para atender aos padrões de uso do cliente, demonstrando nossa capacidade de oferecer soluções flexíveis e centradas no cliente.
Analisamos os meandros das restrições dos dispositivos, como a duração da bateria e o consumo de energia, e como eles determinam o tempo máximo de armazenamento. Nossa abordagem instrui os clientes sobre como maximizar o armazenamento de seus dispositivos dentro dessas restrições, garantindo um equilíbrio harmonioso entre funcionalidade e praticidade.
É fundamental reconhecer as limitações impostas pela duração da bateria, pelo consumo de energia e pela capacidade de armazenamento. Apresentamos estratégias holísticas que abordam esses desafios, garantindo que as necessidades de diversidade de dados de nossos clientes sejam atendidas sem ultrapassar os limites operacionais do dispositivo.
Em resumo, este guia ressalta a necessidade de um entendimento diferenciado dos recursos do dispositivo e dos requisitos do cliente. Nosso compromisso de fornecer soluções adaptáveis é inabalável, pois nos esforçamos para alinhar nossos avanços tecnológicos com as demandas práticas do monitoramento da saúde.
Convidamos nossos clientes a aplicar esses insights em seus cenários exclusivos e a entrar em contato para uma discussão mais aprofundada. Nossa equipe está pronta para ajudar na exploração de soluções personalizadas de gerenciamento de dados que concretizem suas ambições de monitoramento da saúde.
PERGUNTAS FREQUENTES
Os dados históricos de métricas como frequência cardíaca, oxigênio no sangue, temperatura corporal e passos podem ser acessados usando o Self_Write() função. Normalmente, esses dados são armazenados em intervalos específicos (por exemplo, a cada 15 minutos) e podem ser recuperados por até 7 dias.
Dados em tempo real referem-se aos dados mais atuais disponíveis no dispositivo. Isso não significa necessariamente que o dispositivo esteja medindo continuamente, sem intervalos. Significa que o dispositivo atualiza os dados periodicamente e apresenta as leituras mais recentes mediante solicitação.
Ciclos de medição personalizados podem ser definidos para sensores como o PPG, mas para o ECG e outros sinais vitais, os ciclos são predeterminados pelos recursos de hardware e firmware e, normalmente, são codificados pelo fornecedor.
Se for necessário mais armazenamento, podemos considerar a adição de um chip de armazenamento ao dispositivo ou a seleção de um modelo com maior capacidade de memória, como o X5 ou o X6. Além disso, precisaremos conhecer os requisitos específicos de densidade e duração do armazenamento de dados para garantir que o dispositivo atenda às suas necessidades.
Sim, o dispositivo pode ser configurado para armazenar dados de medição quando não estiver conectado ao aplicativo e, em seguida, enviar os dados armazenados ao se reconectar. Isso garante que não haja perda de dados, mesmo quando o dispositivo estiver fora do alcance ou não estiver ativamente conectado ao aplicativo.
Para coletar dados, você pode usar o transparentData(int type) fornecida no SDK. Para PPG e ECG, o dispositivo requer um comando ativo do usuário para iniciar a coleta de dados. Para os dados do acelerômetro e do giroscópio, é possível iniciar a coleta por meio de um comando do aplicativo com taxas de amostragem personalizáveis.
Sim, os intervalos de coleta de dados de PPG podem ser personalizados para serem automáticos em determinados momentos. No entanto, os dados de ECG, devido à necessidade de interação do usuário com o dispositivo, não podem ser definidos para coleta automática. A coleta de dados do acelerômetro e do giroscópio pode ser iniciada por meio do aplicativo.
A taxa de amostragem padrão do acelerômetro é 25 Hz, que pode ser personalizada para 50 Hz, 100 Hz ou 200 Hz. Para o giroscópio, você pode definir a taxa de amostragem para 50Hz, 100Hz ou 200Hz usando o hardware apropriado, como o X6.
Para determinadas métricas, como aceleração e movimento giroscópico, os dados brutos em tempo real podem ser transmitidos para o aplicativo em intervalos tão baixos quanto 100 ms. Isso requer que o dispositivo esteja no modo de dados brutos e pode depender do modelo do hardware e dos recursos do firmware.
O intervalo de medição dos dados brutos do ACC e do Gyro pode ser definido como 100 milissegundos (ms), 500 ms ou 1 segundo. Isso corresponde a uma taxa de entrega de dados para o aplicativo nesses mesmos intervalos.
Os dados do acelerômetro e do giroscópio são calculados com base na frequência de amostragem. O dispositivo pode suportar várias taxas de amostragem, como 25Hz, 50Hz, 100Hz e 200Hz.
Certamente. A taxa de amostragem, medida em Hertz (Hz), é a frequência com que o sensor faz medições. Um intervalo de medição de 100 ms é o mesmo que dizer que os dados são amostrados a 10 Hz, o que significa que o sensor faz 10 medições a cada segundo. O intervalo de medição é o tempo entre as leituras individuais do sensor. Portanto, se um cliente solicitar que os dados sejam entregues a cada 100 ms, ele estará basicamente solicitando uma taxa de amostragem de 10 Hz. Nós nos concentramos nas taxas de amostragem do ACC e do Gyro porque elas são um fator essencial para determinar a capacidade do dispositivo de capturar e fornecer dados nos intervalos solicitados pelo cliente.
Acelerômetro e giroscópio Os sensores normalmente operam com um fluxo contínuo de dados que exigem uma taxa de amostragem definida, pois são usados para rastrear movimentos que podem mudar com rapidez e frequência. A taxa de amostragem desses sensores é fundamental, pois determina a resolução e a precisão da detecção de movimento.
Dados brutos de PPGPor outro lado, embora também tenha uma taxa de amostragem, nem sempre pode ser discutido da mesma forma por alguns motivos:
- Caso de uso: Os dados de PPG são frequentemente usados para calcular a frequência cardíaca e os níveis de oxigênio no sangue, que não mudam tão rapidamente quanto os parâmetros medidos por acelerômetros e giroscópios. Portanto, talvez não seja necessário discutir uma alta taxa de amostragem no contexto do armazenamento, pois normalmente são armazenados os resultados processados (medições de frequência cardíaca ou SpO2) em vez dos dados brutos de alta frequência.
- Processamento no dispositivo: Os dados brutos de PPG geralmente são processados diretamente no dispositivo para extrair as informações de frequência cardíaca e SpO2. Essas informações processadas são as que normalmente são armazenadas e usadas, e não os dados brutos de PPG de alta frequência.
No entanto, se o caso de uso exigir o armazenamento de dados brutos de PPG para análise detalhada ou para o desenvolvimento de algoritmos, a taxa de amostragem se tornará uma preocupação significativa, semelhante aos dados do acelerômetro e do giroscópio. A decisão de discutir ou não as taxas de amostragem está vinculada ao aplicativo específico e aos requisitos dos dados. Se o tempo e a frequência precisos dos eventos fisiológicos forem necessários para a análise, a taxa de amostragem dos dados de PPG seria de fato um ponto crucial a ser discutido.
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