在一項最新的電子產(chǎn)品設計研究中，日本村田制作所（Murata）的電子工程師對住院病人在病床上的活動進行了研究，并將患者的病床活動從心臟沖擊掃描圖信號中分離出來。經(jīng)過如此處理后的心臟沖擊掃描圖信號如圖三所示。該圖顯示隨著時間的推移，病床的共振對心臟沖擊掃描圖信號及其延遲有一定的影響?？煽康男盘枩y量結果是在 10-3g （cm/s2）范圍以內(nèi)，這要求具有優(yōu)異分辨率的傳感器。日本村田制作所生產(chǎn)的SCA121T加速傳感器能滿足這個要求。SCA121T加速傳感器的噪音密度大概為14μg/√Hz。

　　采用先進的濾波算法可以把心臟沖擊掃描圖信號從病床共振效應和噪聲中分離出來。過濾后的心臟沖擊掃描圖所預估的心率和心臟每搏輸出量如圖四所示。由于心臟搏動到加速度記錄的轉(zhuǎn)換過程需要校正到絕對值，心臟每搏輸出量在此圖以任一單位表示，如立方分米（dm3）。圖四中的心臟每搏輸出量的差異只要不是太大就可以較好的用于評估心臟沖擊掃描圖記錄的準確性以及記錄中的濾波算法和計算公式的準確性。

　　圖四：估算的每搏輸出量。

　　圖四中心臟每搏的時間間隔是心臟每次起搏的時間。心率的差異（HRV）可以通過這種時間間隔及心率變動均數(shù)計算得出（參看圖五）。除了把傳感器安裝在病床上測試之外，SCA121T傳感器也可以安裝在浴室中的電子稱上進行類似的測量。心率結果如圖六所示。

　　圖五：通過心率變動均數(shù)計算心臟搏動的間隔時間和心率變異度（HRV）。

　　圖六：SCA121T加速感傳感測量浴室電子稱的心臟沖擊掃描圖波形。

　　微電子機械系統(tǒng)的硅片傳感器技術集中了各種優(yōu)勢，包括體積最小，運用刻蝕技術（干和濕）和先進的封蓋（硅片鍵合和玻璃絕緣）、接觸（電極可焊接或線接）設計。本文前面所提到的SCA121T傳感器使用了整個硅片作為動量，它可以承受70000克左右的高沖擊。此外，因采用單晶硅結構，它還具有其他主要特點，包括超范圍容量、無機械遲滯現(xiàn)象，無塑性變形。穩(wěn)定的電容檢測原理可以通過大的平行板電容結合高電容動力學來實現(xiàn)。因此，這種微電機械系統(tǒng)的傳感器就具備優(yōu)質(zhì)的信噪比。

　　當我們根據(jù)心臟沖擊掃描圖原理設計心臟監(jiān)護儀時，設計工程師需要將傳感器的噪聲密度設定為 14 μg/√Hz，從而使心臟監(jiān)護儀的測量分辨率優(yōu)于一毫米每平方秒（1mm/S2）。噪音過濾也是非常關鍵的因素，如建筑物中的機械振動的濾除。對于共振，傳感器需要具備可控的頻率效應，這種效應通常通過機械阻尼來實現(xiàn)。最后，傳感器集成版可以通過先進的信號濾波算法將真實的信號和在現(xiàn)實的檢測環(huán)境中出現(xiàn)的任何雜散的干擾信號相互分離。如果出現(xiàn)嚴重的噪音干擾，這種噪音的波形與心臟沖擊描計信號的波形類似，如波幅、頻率和序列，這時我們就需要采用一個額外的加速傳感器來測量監(jiān)測環(huán)境中出現(xiàn)的加速現(xiàn)象，從而對心臟沖擊描記信號進行補償。此時，匹配兩個加速感應器信號的相位就變得十分重要。

　　圖七：高度精確的電容加速感應元件的簡化圖。