【導讀】人口正在老化,越來越多的人需要健康支持,這給醫療保健整體支出帶來巨大影響、有鑒於此,政府部門和健康保險企業愈 來愈強調預防﹑健康意識和生活方式、一般而言,這不隻是關於實行更多或更好的營養攝入計劃,而是更關注監測某些重要身體參數、正因如此,從事智能和健康手表業務的公司近年來營收明顯增長。

簡介

人口正在老化,越來越多的人需要健康支持,這給醫療保健整體支出帶來巨大影響、有鑒於此,政府部門和健康保險企業愈 來愈強調預防﹑健康意識和生活方式、一般而言,這不隻是關於實行更多或更好的營養攝入計劃,而是更關注監測某些重要身體參數

、正因如此,從事智能和健康手表業務的公司近年來營收明顯增長。

買(mai)一(yi)塊(kuai)健(jian)康(kang)手(shou)表(biao)並(bing)監(jian)測(ce)身(shen)體(ti)參(can)數(shu)
，並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)您(nin)生(sheng)活(huo)得(de)更(geng)健(jian)康(kang)。健(jian)康(kang)生(sheng)活(huo)的(de)秘(mi)訣(jue)在(zai)於(yu)通(tong)過(guo)長(chang)期(qi)監(jian)測(ce)某(mou)些(xie)身(shen)體(ti)參(can)數(shu)來(lai)更(geng)熟(shu)悉(xi)這(zhe)些(xie)數(shu)值(zhi)並(bing)加(jia)以(yi)利(li)用(yong)，進(jin)而(er)調(tiao)整(zheng)自(zi)己(ji)每(mei)天(tian)的(de)生(sheng)活(huo)以(yi)變(bian)得(de)更(geng)為(wei)健(jian)康(kang)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)可(ke)幫(bang)助(zhu)您(nin)了(le)解(jie)身(shen)體(ti)如(ru)何(he)工(gong)作(zuo)


，以(yi)及(ji)如(ru)何(he)降(jiang)低(di)長(chang)期(qi)健(jian)康(kang)成(cheng)本(ben)。

本文圍繞ADI公司最新可穿戴VSM平台而撰寫
，該平台如圖1所示。ADI公司不是最終產品製造商。此平台旨在提供一個參考
，幫助電子設計人員和係統架構師加快開發過程，為專業和醫療市場設計出更新、更智能、更精確的可穿戴設備。

測量什麼、如何測量及在哪裏測量

通(tong)過(guo)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)可(ke)測(ce)量(liang)各(ge)類(lei)重(zhong)要(yao)身(shen)體(ti)參(can)數(shu)。根(gen)據(ju)總(zong)體(ti)目(mu)標(biao)，測(ce)量(liang)某(mou)些(xie)參(can)數(shu)比(bi)測(ce)量(liang)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)會(hui)更(geng)重(zhong)要(yao)。可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)在(zai)身(shen)體(ti)上(shang)的(de)位(wei)置(zhi)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)決(jue)定(ding)了(le)哪(na)些(xie)參(can)數(shu)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)，哪(na)些(xie)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang)。最(zui)明(ming)顯(xian)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)手(shou)腕(wan)。我(wo)們(men)已(yi)習(xi)慣(guan)於(yu)在(zai)手(shou)腕(wan)上(shang)戴(dai)個(ge)物(wu)件(jian)，所(suo)以(yi)市(shi)場(chang)上(shang)有(you)很(hen)多(duo)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)和(he)腕(wan)戴(dai)設(she)備(bei)之(zhi)類(lei)的(de)產(chan)品(pin)。除(chu)在(zai)手(shou)腕(wan)上(shang)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)以(yi)外(wai)，頭(tou)部(bu)也(ye)是(shi)佩(pei)戴(dai)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)好(hao)地(di)方(fang)。例(li)如(ru)，各(ge)式(shi)各(ge)樣(yang)的(de)頭(tou)戴(dai)式(shi)耳(er)機(ji)和(he)耳(er)塞(sai)中(zhong)含(han)有(you)嵌(qian)入(ru)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)


，用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)心(xin)率(lv)
、氧飽和度
、溫wen度du等deng參can數shu。身shen體ti上shang適shi合he可ke穿chuan戴dai設she備bei的de第di三san個ge好hao位wei置zhi是shi胸xiong部bu。第di一yi代dai心xin率lv監jian護hu儀yi就jiu是shi設she計ji在zai胸xiong帶dai上shang，這zhe種zhong生sheng物wu電dian位wei測ce量liang原yuan理li至zhi今jin仍reng是shi非fei常chang精jing確que的de技ji術shu。現xian在zai
，我wo們men傾qing向xiang於yu使shi用yong胸xiong貼tie
，因yin為wei胸xiong帶dai穿chuan戴dai起qi來lai不bu是shi很hen舒shu服fu。已yi有you多duo家jia製zhi造zao商shang設she計ji智zhi能neng胸xiong貼tie以yi監jian控kong重zhong要yao身shen體ti參can數shu。

圖1. ADI公司最新第二代可穿戴VSM平台根據身體位置

ADI公司最新第二代可穿戴VSMpingtaigenjushentiweizhi，womenbujinyaoxuanzenaxiecanshukeyiceliang，haiyaoxuanzeshiyonghezhongjishu。duiyuxinlvceliang
，shengwudianweiceliangshizuigulaodejishuzhiyi。qixinhaohenqiang
，liyonglianggehuogengduodianjibiankecongshentizhongqingsonghuoqu。zhenduicifangfa
，jiangdianlujichengzaixiongdaihuoerjizhongzaihaobuguo。raner，zaiwanbudengdanyidianchuceliangshengwudianweixinhaojihubukeneng。bixuzaichanshengdianxinhaodexinzangzhouweiceliang。zhenduidandianceliang
，guangjishugengheshi。jiangguangxiansheruzuzhizhong
，buzhuobingceliangdongmaizhongxueliuduiguangxiandefanshexinhao。congjieshoudaodeguangxinhaokehuozhizhuboxintiaoxinxi。gaijishukansixiangdangzhijieledang，danshishishangcunzaiduoxiangtiaozhanheyingxiangyinsuhuishishejibiandekunnan，biruyundonghehuanjingguangxian。

ADI公(gong)司(si)第(di)二(er)代(dai)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)參(can)考(kao)平(ping)台(tai)集(ji)成(cheng)了(le)上(shang)述(shu)大(da)部(bu)分(fen)技(ji)術(shu)。該(gai)設(she)備(bei)設(she)計(ji)戴(dai)在(zai)手(shou)腕(wan)上(shang)，但(dan)您(nin)也(ye)可(ke)以(yi)去(qu)除(chu)軟(ruan)帶(dai)，將(jiang)設(she)備(bei)貼(tie)在(zai)身(shen)體(ti)上(shang)，用(yong)作(zuo)智(zhi)能(neng)貼(tie)片(pian)。該(gai)設(she)備(bei)包(bao)含(han)支(zhi)持(chi)生(sheng)物(wu)電(dian)位(wei)測(ce)量(liang)、光學心率測量、生物阻抗測量、運動跟蹤、溫度測量的技術，它們全都集成在一個微型電池供電設備中。

總體目標

ADI公(gong)司(si)為(wei)什(shen)麼(me)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)類(lei)似(si)第(di)二(er)代(dai)手(shou)表(biao)的(de)係(xi)統(tong)？此(ci)類(lei)係(xi)統(tong)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)能(neng)夠(gou)輕(qing)鬆(song)測(ce)量(liang)身(shen)體(ti)的(de)多(duo)個(ge)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)。該(gai)設(she)備(bei)可(ke)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)多(duo)個(ge)參(can)數(shu)並(bing)將(jiang)結(jie)果(guo)存(cun)儲(chu)在(zai)SD卡上，或通過BLE無線連接發送到智能設備。由於測量是同時進行
，因此它也有助於發現多個測量之間的相關性。生物醫療工程師、算法提供商和企業家不斷尋找新技術
、應用和使用場景以期及早檢測疾病，避免其發展到晚期，盡量降低疾病對身體的不利影響或損害。

單一測量不能說明任何問題

ADI公司的最新可穿戴係統是一款獨一無二的設備，其中整合了嵌入式傳感器
、處理能力和無線通信。

圖2. 傳感器板第二代手表平台該光學係統圍繞光學模擬前端ADPD107而構建。

傳感器板第二代手表平台該光學係統圍繞光學模擬前端ADPD107而構建。它利用綠光LED測量PPG和心率，並集成紅外LED以檢測設備是否貼附到人體上。兩個AD8233模擬前端支持生物電位ECG測量。一個前端連接到設備中嵌入的電極。一個電極位於設備背麵，接觸身體的一肢
；第二個電極位於設備正麵
，可被另一肢（手）接觸以形成閉合回路。第二個模擬前端可以用來配合外部電極測量ECG。用戶可以像智能貼片一樣穿戴該設備，並將外部 電極直接連到胸部。設備背麵的電極有雙重功能。除ECG測量外

，其還可用於皮膚電活動(EDA)測量。EDA或皮膚電反應(GSR)yupifudiandaolvyouguan，erneibuhuowaibucijiyinqideqingxubianhuahuigaibianpifudiandaolv。dierdaishoubiaonenggoujiancezhezhongweixiaodediandaolvbianhua。dianlujiyuciceliangyuanliergoujian，baokuofashehejieshouxinhaolian，wanquancaiyongfenliqijian。

其精度非常高
，而功耗極小。最後同樣重要的是
，它還集成了用於測量皮膚溫度的溫度傳感器和一個3軸超低功耗MEMS傳感器(ADXL362)。MEMS傳感器能跟蹤運動，所以可用於繪製運動曲線
，同時還能補償其他測量中運動引起的偽像。運動無論何時都是一個重要參數
，包括心率
、SPO2和呼吸速率在內的多個重要參數十分依賴於活動，所以必須測量身體運動。當您慢跑時

，140 bpm的心率沒問題

，但如果您是坐在沙發上休息而測得140 bpm的心率


，那麼您可能需要擔心了。通過合並不同傳感器信號，還可以支持新型應用。

設備中集成了超低功耗ADuCM3029以收集傳感器數據並運行算法。圖2展示了傳感器板上集成的器件。

壓力和連續血壓

心率需要ECG或PPG測(ce)量(liang)，因(yin)此(ci)不(bu)用(yong)合(he)並(bing)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)，除(chu)非(fei)希(xi)望(wang)補(bu)償(chang)運(yun)動(dong)造(zao)成(cheng)的(de)偽(wei)像(xiang)。需(xu)要(yao)多(duo)種(zhong)測(ce)量(liang)的(de)使(shi)用(yong)情(qing)形(xing)包(bao)括(kuo)壓(ya)力(li)管(guan)理(li)和(he)連(lian)續(xu)血(xue)壓(ya)監(jian)測(ce)。情(qing)緒(xu)狀(zhuang)態(tai)可(ke)通(tong)過(guo)監(jian)控(kong)皮(pi)膚(fu)電(dian)導(dao)率(lv)變(bian)化(hua)來(lai)測(ce)量(liang)。這(zhe)隻(zhi)是(shi)一(yi)個(ge)參(can)數(shu)，但(dan)如(ru)果(guo)將(jiang)它(ta)與(yu)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)合(he)並(bing)監(jian)測(ce)，比(bi)如(ru)心(xin)率(lv)和(he)心(xin)率(lv)變(bian)異(yi)(HRV)
，nameceliangzhijiangtigaohenduo。haikeyibaokuopifuwendu，zuoweiewaideyaliceliangshuru。lingyigeyouyiyideshiyongqingxingshixueyajiankong。zheshiyigefeichangzhongyaodecanshu
，dabufenxitongshijiyuxiudaide，hennanjichengdaokechuandaishilianxujiankongxitongzhong。danshi，mouxiejishuwuxuxiudaibiankeceliangxueya。youyizhongjishuliyongmaibobochuanshushijian(PTT)，即測量R波上心髒收縮時刻到脈搏到達手指時刻的動脈PTT信號。此傳輸時間與血壓直接相關。圖3顯示了ECG和PPG的組合測量。該手表可用於執行此測量

，因為它同時支持ECG和PPG測量。

圖3. ECG測量與PPG結合

原型到產品

dierdaishoubiaozaiyigexiaoxingkechuandaishebeizhongqianrulexuduogaoxingnengchuanganqihetexing。chudianzishejiwai
，haikaolvlexuduojixieshejifangmian。zheshidegaipingtaiduijujiaoyubanzhuanyehezhuanyeshichangjiyiliaoshichangdeshejigongsiheshebeizhizaoshangjijuxiyinli。duogecanshukeyitongshiceliang，dansuanfaxuyaozhuliyingyongbingzhichishiyongchangjing。cishebeijiangnengrangkaifashangheshebeizhizaoshangkuaisuqidongkaifaliucheng，wuxuyanzhengsuanfahuozaiceshiqiangoujianyuanxing。dierdaishoubiaogonghuoshuliangyouxian，ADI公gong司si非fei常chang有you興xing趣qu與yu設she計ji公gong司si和he算suan法fa提ti供gong商shang合he作zuo
，開kai發fa可ke出chu售shou給gei專zhuan業ye看kan護hu和he醫yi療liao保bao險xian公gong司si的de先xian進jin係xi統tong。某mou些xie特te性xing已yi經jing滿man足zu醫yi療liao要yao求qiu，其qi他ta特te性xing尚shang待dai改gai進jin
，但danADI公司無疑已走在正確的道路上。

作者簡介

Jan-Hein Broeders是ADI公司負責歐洲、中東和非洲業務的醫療健康業務開發經理。他與醫療健康行業密切合作，將他們現在和將來的需求轉化為各種解決方案，這些方案基於ADI公司市場領先的線性和轉換器技術和數字信號處理與電源產品。

Jan-Hein 20年前開始投身半導體行業，擔任Burr-Brown模擬現場應用工程師，負責Benelux和Scandinavia。在德州儀器收購Burr-Brown五年後，他加入ADI公司，擔任飛利浦全球現場應用工程師(FAE)。自2008年起，他開始從事目前的醫療健康業務開發工作。他擁有荷蘭斯海爾托亨博斯大學的電氣工程學士學位。

詳見
3.從可穿戴設備過渡到醫療設備.pdf

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