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1、可穿戴和臨床生命體征監測技術 1議題 生命體征監測簡介 可穿戴式生命體征監測技術 生命體征監測應用案例 生物電信號測量 ECG和心率監測 PPG/光學測量 光學信號鏈 分立式與集成式模塊 HRM/HRV與SpO2 生物阻抗測量 皮膚電活動(EDA) 人體阻抗分析(BIA) 運動檢測總結 2測量生命體征是為了觀察人的狀態數值需要在某個范圍以內（范圍與年齡有關）生命體征有助于醫生得出正確的診斷結論在用藥和治療期間測量生命體征是為了監測（所需）效果增加對個人健康狀況的認識為什么要測量生命體征？ 生命體征主要有 心率50-80BPM 血壓120/80 體溫37-38C 呼吸率12-20次/m3生命體征

2、參數測量趨勢4臨床生命體征監測高性能FDA/CE認證以病人為中心在醫院實施運動健身遙測 高性能FDA/CE認證以病人為中心在醫院/家里實施低性能無監管個人興趣ECGSpO2CO2呼吸率體溫血壓ECGSpO2心率監測計步運動分析皮膚溫度 EDA醫院里 醫院外 可穿戴式生命體征監測專業/半專業市場遠程監測有監管ECG、心率、呼吸率、SpO2、EDA、運動、體溫生命體征監測機會無處不在汽車軍事家里運動健身醫療 安防 生活輔助 5可穿戴式生命體征監測的必要技術6生命體征壓力水平人體成分活動水平MEM運動檢測阻抗測量阻抗/光學測量光學/生物阻抗/生物電信號生物電測量77生物電位測量一個心跳周期 u P-

3、波： 心房收縮 u QRS： 心室興奮u T-波： 心室激動后的復原活動 8AFE +ADC半電池、基線、呼吸等50/60ECG通帶頻率功率ECG信號AFE信號與干擾因素50/60RFECG通帶半電池、基線等頻率功率起搏呼吸載波ESISDEFIB.RF主要電氣要求主要電氣要求帶寬0.05-150 Hz幅度1-10mVpkpk噪聲RTI10Vpkpk差分輸入電壓范圍 1V品質因數：SNR/uWECG信號9AD8233超低功耗單引腳ECG前端64 BPMADUCM3029特性雙極點高通濾波器 消除電極直流失調可選截止頻率(0.05至10Hz)三階低通濾波器集成快速恢復電路(FR)交流和直流導聯脫落

4、檢測集成右腿驅動(RLD)工作電壓：1.7-3.5V（由電池直接供電，無需穩壓器） 正常模式：50A關斷模式：1uA微型2mm x 1.7 mm WLCSP封裝u 目標應用u 健身及運動心率監測u 便攜式遠程家用ECG測量系統u 任何低端心臟系統AD823310通過帶寬與時間響應運動(7-25Hz)監測(0.5-40Hz)診斷(0.05-150Hz)目標頻段因應用案例而異：11快速恢復功能 12光學測量 13用于測量HRM和HRV的PPG檢測技術 PPG：光學容積描述術 = 用于監測心血管體系壓力和容積的方法透射法：在被檢測部分兩側相對放置發射器和接收器。光沿肌肉傳播，然后在傳感器另一側予以捕

5、捉。反射法：在被檢測部分同一側放置發射器和接收器。光穿過皮膚，其中一部分被反射到傳感器上。透射法反射法交流分量直流分量動脈直徑傳感器PPG信號用PPG測量血氧飽和度(SPO2)uSpO2為完全飽和的氧合血紅蛋白(HbO2)與總血紅蛋白(HbO2 + Hb)的比例，表示為百分比l典型讀數范圍為70%-100%uSpO2根據人的呼吸狀況以及血液循環狀況上下波動波長(nm)吸收率15光接收信號鏈與ADPDxxxx系列LEDTXLEDPDRXLED控制AFEADC控制寄存器原始數據LED光傳感器ADPD22xx光學模塊ADPD14x/17x/18x光AFEADPD10 x/108x16光學系統設計挑戰

6、17環境光的干擾 外部光源干擾接收信號 通過機械設計予以抵消 采用智能環境光抑制技術運動偽影 集成補償運動傳感器(ADxL362) 通過機械設計減少運動偽影人體生理機能 人體部位決定應用案例 部位和應用案例決定光學設計機械設計和光信號路徑 決定最佳光電二極管尺寸及LED波長 最佳PD/LED間距 限制光學串擾限制（ILP=內部光污染）光學模擬前端和路線圖18ADPD105/106/1074個光學RX通道3個LED電流源（最高250mA）模擬環境光抑制I2C和SPI選項EDA功能SNR/瓦特比提升2.7倍電池壽命更長更多的觸發選項已量產 ADPD1080/ADPD1081噪聲和功耗均有改善PSR

7、R性能更強具備低壓綠色LED運行能力增強了ECG等高靈敏度電壓測量功能引腳和寄存器兼容ADPD10X系列零件。剛發布 分立式解決方案靈活選擇光電二極管/尺寸和LED波長可優化RX/TX傳感器位置需要光學/機械和電子設計資源可能需要鏡頭和塑料通常需要多次迭代設計集成式模塊傳感器尺寸固定配置選項與PD和LED的位置受限設計速度快，上市時間短需要的設計知識較少玻璃窗后的優秀解決方案小尺寸設計光學信號鏈：使用分立式模塊還是集成式模塊？LEDPDADPD19ADPD174GGI光學模塊及其后續產品 玻璃窗下性能最佳的模塊！ADPD174GGI：已發布面向腕部PPG的全集成式模塊近距IR LED低ILP（

8、光學串擾），在透明容器后實現出色性能ADPD188GG：已發布相同功率下，交流SNR性能提升3至6倍（深色皮膚）超薄設計更強的“在皮”檢測能力支持PD內環境抑制，實現超低噪聲PSRR性能更強分離ECG輸入，精度更高具備低壓綠色LED運行能力（消除升壓轉換器）20ADPD188GGZ：面向光學HRM/HRV的光學模塊完整的光學模塊，基于ADD108x + 分立式光學器件模塊尺寸：3.8mmxx 5.0mm x 0.9mm2個綠色LED，2倍PD + IR截止濾波器2個輔助輸入優化的SNR性能3個LED電流源（各370mA）21特性 目標應用光學HRM / HRV反射式SpO2測量 連續血壓(CN

9、iBP)測量ADPD系列成員概述產品型號產品型號目標應用目標應用光電二極管輸入光電二極管輸入集成集成 光電二極管光電二極管LED/通道通道注釋注釋ADPD103BCPZADPD103BCBZ通用光學通用光學AFE4 (x2)通道通道1 (x2)通道通道否否3個電流源個電流源4mmx4mm LFCSP2.5x1.4mm WLCSPADPD105/6/7第二代光學第二代光學AFE4 (x2)通道通道1 (x2)通道通道否否3個電流源個電流源I2C / SPI接口接口增強的增強的SNR性能性能ADPD1080/81第三代光學第三代光學AFE4 (x2)通道通道否否3個電流源個電流源增強的增強的SNR

10、-功率功率/PSRR性能性能ADPD142RGADPD142RI心率監測心率監測SPO24x0.3mm2是是1x紅，紅，1x綠綠1x紅，紅，1x IRADPD144RISPO24x0.3mm2是是1x紅，紅，1x IR增強的增強的ILP性能性能ADPD153GGRIZ心率監測心率監測1x0.9mm21x0.3mm2是是1x紅，紅，1x IR2x綠綠分拆窗分拆窗ADPD173GGIZ心率監測心率監測1x0.9mm21x0.3mm2是是1x IR / 2x綠綠增強的增強的ILP性能性能ADPD174GGIZ心率監測心率監測1x1.2mm2是是1x IR / 2x綠綠增強的增強的ILP性能性能ADP

11、D18xGGZ心率監測心率監測/近程檢測近程檢測 1x0.4mm21x0.8mm2是是2x綠綠增強的光學性能增強的光學性能/輔助輸入輔助輸入 22同步ECG和PPG，適用于無創式血壓監測 23光學評估板 24EVAL-ADPD105Z-GEN器件板1.8VI2CEXT IRQ光學系統ADPDVLED1.8VSPIEXT IRQADXL362EVAL-ADPDUCZ接口板EVAL-ADPDxxx生物阻抗測量2525各種生物阻抗測量應用案例應用與要求BCM/BIA（身體成分測量/生物阻抗分析） 細胞應用 不同組織類型：脂肪型、肌肉型、水型、骨型等 50kHz激勵信號 一天兩次非連續放松壓力活動高阻

12、態低阻態EDA/GSR（皮膚電活動/皮膚電反應） 皮膚（表面）信息 DC至200Hz激勵信號 始終在線型應用連續。 壓力和睡眠監測水合 細胞應用 不同的體液房室：ICF、ECF、ISF、等離子等。 頻率（50kHz、100kHz、150kHz、200kHz） 連續檢測和現場檢測應用。26用于測量壓力水平的皮膚電活動為什么壓力很重要？ 失眠 飲食紊亂 抑郁 焦慮和恐慌發作 感冒和病毒 循環系統疾病 全身或局部感染 糖尿病 心臟病 癌癥27http:/ 轉向價值更高的醫療健康模式32可穿戴式設備中的MEMs(24/7)運動跟蹤/曲線繪制運動偽影抑制計步燃燒卡洛里跌倒檢測經典HCR應用案例AED支持

13、假肢控制血壓監測（電平控制）ADXL362微功率三軸，2g/4g/8g數字加速度傳感器 業內功耗最低的MEMS加速度計超低功耗300 nA運動激活喚醒模式 3.0 A，可覆蓋高達400Hz的完整ODR（12位分辨率） 10nA待機電流內置多種系統級節能功能，包括： 用于運動激活的可調閾值休眠/喚醒模式多采樣活動檢測，消除“誤檢”運動深度嵌入式FIFO最大程度地減輕主機處理器負荷 連續采樣，ODR最高達400Hz，無欠采樣或混疊！12位分辨率：1 mg/LSB 2g范圍噪聲低至175 g/Hz 寬電源和I/O電壓范圍：1.6 V至3.6 V 通過外部觸發器進行加速度采樣同步 小尺寸、薄型(3 mm x 3.25 mm x 1.06 mm)封裝33一站式服務滿足可穿戴式生命體征監測需求 3472bpm75bpm77bpmPPG：ADPD1xx系列ECG：AD823x / ADAS1kEDA/GSR：AD59xx / M350運動：ADxL36x系列皮膚溫度：ADT7xxx模塊化設計ADI健康平臺謝謝觀看！ADI中國地區技術支持熱線：4006 100 006ADI中國地區技術支持信箱：ADI樣片申請網址：http:/