對(duì)于許多設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，為基于手腕的可穿戴設(shè)備開(kāi)發(fā)良好的光學(xué)心率監(jiān)測(cè)解決方案可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。畢竟，這是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要光學(xué)和機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)、低功耗電氣設(shè)計(jì)和算法功能。許多公司都有關(guān)于優(yōu)秀新產(chǎn)品的想法，但并非所有公司都擁有實(shí)現(xiàn)他們的想法所需的所有資源。與此同時(shí)，鑒于消費(fèi)者對(duì)舒適便捷的方式來(lái)密切關(guān)注關(guān)鍵生命體征的需求越來(lái)越大，因此有市場(chǎng)機(jī)會(huì)等待抓住。

我們現(xiàn)在在市場(chǎng)上看到心率監(jiān)測(cè)功能的形式因素，如胸帶、入耳式儀器、基于手腕的可穿戴設(shè)備、戒指，甚至衣服。胸帶通常使用電脈沖來(lái)讀取心率，而其他一些選項(xiàng)則依賴(lài)于光學(xué)技術(shù)。電氣技術(shù)往往是兩種方法中更精確的，但光學(xué)技術(shù)正變得越來(lái)越精確。

光學(xué)傳感器利用光來(lái)支持稱(chēng)為光電容積脈搏波（PPG）的過(guò)程，其中光詢(xún)問(wèn)組織的一部分。當(dāng)光穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，它以某種方式被反射、散射、吸收、散射或改變。在心血管系統(tǒng)中，當(dāng)心血管脈搏波從心臟移動(dòng)并在體內(nèi)傳播時(shí)，這種活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致皮下組織中的動(dòng)脈和小動(dòng)脈周期性擴(kuò)張。光學(xué)心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用PPG對(duì)心動(dòng)周期中組織中血液的體積變化進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。通過(guò)組織接收到的光與血容量變化相對(duì)應(yīng)。然而，檢測(cè)到的PPG信號(hào)的質(zhì)量受到皮膚光學(xué)特性的影響。

將光學(xué)技術(shù)集成到入耳式運(yùn)動(dòng)耳機(jī)和智能手表等產(chǎn)品中，可以帶來(lái)許多消費(fèi)者所尋求的舒適性和便利性。鑒于那里的創(chuàng)造性思維，想象未來(lái)可能出現(xiàn)的醫(yī)療保健可穿戴設(shè)備的外形類(lèi)型是令人興奮的。

當(dāng)然，對(duì)設(shè)計(jì)的一大影響是，從身體的某些部位獲得準(zhǔn)確的心率讀數(shù)比其他部位更具挑戰(zhàn)性。入耳式光學(xué)測(cè)量往往更精確，因?yàn)槎溆醒汗嘧?。另一方面，手腕的灌注相?duì)較低，并且容易發(fā)生高運(yùn)動(dòng)，尤其是在活動(dòng)期間，在處理和計(jì)算讀數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的噪音。這就是為什么在開(kāi)發(fā)心率監(jiān)測(cè)應(yīng)用時(shí)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是一個(gè)重要的考慮因素。信噪比 （SNR）、環(huán)境光消除和終端設(shè)備的總體功耗也很重要。

將您的想法快速轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)就緒的產(chǎn)品

為了簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)生命體征的可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)流程，Maxim推出了兩款用于健康和健身應(yīng)用的新型可穿戴平臺(tái)。MAX-HEALTH-BAND 是一個(gè)評(píng)估和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它使用光學(xué)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)心率，并使用加速度計(jì)來(lái)測(cè)量活動(dòng)。該平臺(tái)的一個(gè)重要好處是，它提供了來(lái)自傳感器測(cè)量的原始數(shù)據(jù)，這是目前可用的可穿戴產(chǎn)品無(wú)法提供的。MAX-HEALTH-BAND 從傳感器流式傳輸原始數(shù)據(jù)或處理原始數(shù)據(jù)以輸出心率、心率變異性、步數(shù)、活動(dòng)分類(lèi)和卡路里消耗。該平臺(tái)可用于白盒許可證，可以節(jié)省長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月的時(shí)間，用于開(kāi)發(fā)高精度、小型和節(jié)能的可穿戴健康和健身應(yīng)用。MAX-HEALTH-BAND 基于小型、高能效 IC，包括：

MAX86140為超低功耗光學(xué)脈搏血氧儀/心率傳感器，具有三個(gè)可編程大電流LED驅(qū)動(dòng)器，可配置為驅(qū)動(dòng)多達(dá)19個(gè)LED。在接收器側(cè)，該器件具有單個(gè)光學(xué)讀出通道。它還提供低噪聲信號(hào)調(diào)理模擬前端（AFE），包括<>位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、環(huán)境光消除電路和糾察柵欄檢測(cè)和替換算法。糾察圍欄算法在各種照明條件下為設(shè)備用戶(hù)提供一致的精度水平。例如，當(dāng)一個(gè)穿著健身追蹤器的慢跑者用分布式光穿過(guò)綠樹(shù)成蔭的公園時(shí)，算法會(huì)檢測(cè)并抵消環(huán)境光的變化，以消除陰影和強(qiáng)光之間的切換可能對(duì)心率檢測(cè)產(chǎn)生的任何影響。

MAX20303可穿戴電源管理IC （PMIC），具有偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量（ERM）/線性諧振執(zhí)行器（LRA）觸覺(jué)驅(qū)動(dòng)器，具有自動(dòng)諧振跟蹤功能、微靜態(tài)電流升壓和降壓穩(wěn)壓器、線性鋰離子電池充電器、微靜態(tài)電流低壓差（LDO）穩(wěn)壓器和可選的電量計(jì)

Maxim的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法，基于PPG信號(hào)提取有用數(shù)據(jù)

MAX-ECG-MONITOR 是一個(gè)用于監(jiān)測(cè)臨床級(jí)心電圖和心率的評(píng)估和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提供用于臨床應(yīng)用的濕電極貼片和用于健身應(yīng)用的胸帶。該平臺(tái)采用MAX30003超低功耗、臨床級(jí)、集成生物電位模擬前端（AFE），提供ECG波形和心率檢測(cè)。與目前可用的單點(diǎn)測(cè)量工具不同，MAX-ECG-MONITOR提供可用于趨勢(shì)或預(yù)測(cè)型應(yīng)用的連續(xù)測(cè)量。使用該平臺(tái)，您可以運(yùn)行自己的基于健身或醫(yī)療心電圖的應(yīng)用程序和算法。作為 Movesense 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，該平臺(tái)運(yùn)行一個(gè)開(kāi)放的 API，因此您可以為不同的基于 ECG 的用例創(chuàng)建獨(dú)特的設(shè)備內(nèi)應(yīng)用程序（電池續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)），這些用例在靜止或高速運(yùn)動(dòng)期間顯示心率信號(hào)。其內(nèi)置心率檢測(cè)功能包括中斷功能，無(wú)需在微控制器上運(yùn)行心率算法，從而在高速運(yùn)動(dòng)環(huán)境中以極低的功耗實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的 R-R 檢測(cè)。為了延長(zhǎng)電池壽命，該平臺(tái)在 85.1V 電源電壓下工作在 1μW，并具有可配置的中斷功能，允許微控制器僅在每次心跳時(shí)喚醒，從而降低整體系統(tǒng)功耗。

實(shí)現(xiàn)更健康的世界

可穿戴健康和健身應(yīng)用有可能以前所未有的方式增強(qiáng)幸福感。通過(guò)讓設(shè)備用戶(hù)和醫(yī)療保健專(zhuān)業(yè)人員訪問(wèn)有見(jiàn)地的數(shù)據(jù)，這些技術(shù)可以幫助我們更加積極主動(dòng)，采取預(yù)防措施，并對(duì)危險(xiǎn)信號(hào)做出更迅速的反應(yīng)。MAX-HEALTH-BAND和MAX-ECG-MONITOR等平臺(tái)只是Maxim為打造更健康世界所做的整體努力的一部分。

審核編輯：郭婷