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克服功耗/體積挑戰 ADI將傳統醫療導入可穿戴裝置

上網時間: 2015年08月11日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:VSM  可穿戴醫療  生命體徵監測  HRM  光感測器 

看好台灣業者積極投入可穿戴醫療裝置市場帶來的商機,美商亞德諾(ADI)發佈一系列專為可穿戴醫療裝置打造的生命體徵監測(Vital Signs Monitoring;VSM)解決方案,藉由長久以來深耕傳統醫療器材領域累積的專業技術與經驗,克服功耗與體積的限制,導入新興的消費性醫療裝置設計。

為了賦予用戶最佳體驗以及實現產品差異化,除了基本的GPS定位、藍牙連接與通訊功能,目前跨足可穿戴裝置的業者正致力於為設計增加更多新功能。ADI醫療市場經理王勝將這些新增的功能分為兩大類型:健康與環境。健康類是指與人體相關的血壓、血氧與壓力檢測等;而環境類則攸關外在的環境,如空氣污染、氧氣含量與紫外線監測等。王勝強調,「只有在針對這些數據進行連續採集後加以測量分析,才能取得更有意義的資料。」

為可穿戴裝置中新增的健康監測功能,正是ADI著眼的VSM應用。王勝指出,典型的VSM功能必須透過採集資料的感測器、訊號處理電路以及演算法來實現,然而在將傳統醫療功能移植至新興的小型可穿戴裝置時,不可避免地帶來精確度、可靠性、功耗與體積方面的諸多挑戰。

為了協助客戶克服這些設計挑戰,加速可穿戴醫療裝置上市,ADI為提供完整的VSM解決方案與技術支援。例如專為運動監測設計的ADXL362超低功耗三軸MEMS加速度計解決方案,在100Hz輸出資料率時的功耗還不到2μA,運動觸發喚醒模式下功耗則為270nA,一次充電後的續航力可達數十天,據稱小米手環中就搭載了這一款參考設計。針對心電圖(ECG)/心率監測器(HRM)等生物電位測量應用,則可採用AD8232整合訊號調節模組,能夠在運動中或遠端電極放置產生雜訊的情況下擷取、放大與過濾微弱的生物電位訊號。

由於環境光線、膚色透光以及運動中產生的誤差,是智慧手錶等腕戴裝置進行光測量時的最大挑戰。王勝強指出,「包括陽光、不同頻率的燈管/燈泡會造成測量誤差,在運動中可能干擾光學系統,甚至是室內室外明暗不同、膚色透光程度以及反射接收的光線,都會降低光感測器擷取訊號的靈敏度。」或許這也就是為什麼Apple Watch和刺青或深色皮膚的人不對盤的原因?


環境光、各種頻率的燈管/燈泡、膚色透光與反射接收的光線以及運動中都可能造成光測量誤差,影響智慧手錶監測生理訊號的準確度。

ADI採用整合光感測器、電流源、LED與類比前端的光學反射式HRM模組,以及動態心率量測模組(PPG)——整合紅/綠光LED的ADPD142RG針對HRM監測;整合紅光和紅外線LED的ADPD142RI瞄準血氧濃度(SpO2)測量——可大幅降低移動雜訊與干擾,協助客戶快速開發智慧手環/手錶、健康腕帶等可穿戴裝置。

面對快速成長中的穿戴裝置市場,ADI除了透過長久以來在傳統醫療領域累積的專業技術與經驗外,也攜手協力廠商共同開發,將具有挑戰性的功耗、體積與光學測量等問題轉換成完整的解決方案與參考設計,並進一步推動可穿戴醫療裝置市場成長(Susan Hong)。





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