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健康监护正在走向可穿戴设备

Jan-Hein Broeders?? ADI?? 2015年01月28日 ?? 收藏3
随着时代的发展,手机的功能越来越多,不仅可以拍摄美丽的照片、播放音频和视频流文件,还可以访问各种各样的服务—现在还逐渐成为人们的私人教练。配备传感器或者连接到穿戴式传感器后,这类设备可用来监控人们的日常活动和个人健康状况。在不断增强的健康意识推动下,人们开始关注测量生命体征参数——如心率、体温、血氧饱和度、血压、活动水平(运动量)和卡路里燃烧量—以及追踪这些参数的日常变化趋势。

现在,装有多个传感器的通用传感器前端可以监控这些参数。而更大的挑战是最大程度地缩小尺寸并延长电池使用寿命。本文将讨论面向迅猛增长的可穿戴电子产品市场的解决方案。

最重要的生命体征信号

脉搏或心率是需要监控的最重要的参数之一。除了每分钟心跳次数以外,还应该检查心脏行为与活动量的函数关系。心律也非常重要,因为快速变化的心率是心脏疾病的征兆。

心率和心脏活动的监护通常是使用心电图(ECG)测量生理电信号来实现的。连接到身体上的电极可测量出心脏组织中心电活动所产生的信号。专业的诊断系统就基于此原理,其在胸部和四肢最多可连接10个电极。ECG可提供一次心跳不同分量(P波、QRS波和T波)的相关详细信息。

单导联ECG在体育界的应用越来越普遍,其使用双电极胸带来测量心脏活动。虽然可检测到各种ECG波形,但大多数系统只测量心率。这些胸带穿戴起来并不舒服。因此,体育和保健行业正在寻找替代方案,例如将电极集成到运动衫上。AD8232单导联心率监护仪前端(如图1)就是专为此类低功耗可穿戴应用而开发的。该器件内置增益为100V/V的仪表放大器和高通滤波器,能阻止皮肤上电极的半电池电位产生的失调电压。输出缓冲器和低通滤波器则可抑制肌肉活动产生的高频分量(EMG信号)。此低功耗前端功耗为170μA,可与16位片上计量仪ADuCM350配合使用,进行高性能、单导联ECG测量。

图1:AD8232单导联ECG前端。
图1:AD8232单导联ECG前端。

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可穿戴设备? 健康监护? 低功耗? 光学心率监护?

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