原创 艾迈斯欧司朗:一站式供齐生命体征监测重要组件的专业合作伙伴

2024-2-27 14:20 225 2 2 分类: 消费电子 文集: 艾迈斯欧司朗最新资讯

始于计步。活动追踪手环首次将日常生活监测的概念引入公众视野:早期使用者迅速养成了每天计算步数的习惯,并与朋友、家人和同事分享他们的步数。

初代可穿戴设备功能有限,随着活动测量组件性能大幅提高,如今市场上的智能手表、智能手环和智能手带等产品可以测量更多的生理参数,并且测量结果更加准确。我们预计这一趋势将持续下去。

据我们所知,目前只有一家公司能为设备制造商一次性供齐所有重要组件:艾迈斯欧司朗。该优势使我们成为了可穿戴产品制造商开发新品的最佳合作伙伴。

“量化生活”现象的出现

可穿戴技术的应用催生了“量化生活”的概念。这标志着人们对个人健康的思考方式发生了深刻转变。为了维持健康,人们会选择健康的生活方式,遵循健康饮食、经常锻炼、良好睡眠等健康准则,再加上定期去医院体检,但想要不间断监测生活方式对自身健康的影响,则是计无所出。

有了可穿戴设备,就可以获得更多健康信息,因而也提高了消费者对实时了解自身健康状况的需求:实时的测量结果能够显示生活方式对健康的影响 。西方医疗系统越来越多地使用数据分析、人工智能和其他先进技术的支持,这种趋势被称为“4P医疗”:参与性(participative)、预测性(predictive)、预防性(preventive)和个性化(personalized)。

健康的关键测量指标包括心率、血氧饱和度(SpO2)、血压、体温以及通过心电图(ECG)检测出的心脏活动等生命体征数据,这些也是医生通常会检查的项目。使用艾迈斯欧司朗先进的光电半导体系统和软件,可穿戴设备可以很好地监测这些生命体征,其精确度甚至可以与医院的专业设备相媲美。

我们的技术已经发展到可以将消费技术和医疗技术融为一体的程度。例如,不久的将来,心脏病患者或许可以拿着由智能手表测得的实时心率和心电图数据去咨询医生。

新型可穿戴技术:
准确度更高,能耗更低

要打破消费技术和医疗技术之间的壁垒,关键在于可穿戴设备数据的准确性和可靠性。当前,可穿戴设备的性能在不断提高,这在很大程度上得益于设备中所装配的光电组件得到了改进。

智能手表或手环通过光学方式测量心率和血氧饱和度。LED向佩戴者的身体组织发射光线,光电二极管测量散射到探测器的光量。动脉中血量和氧合水平的差异通过光电二极管检测到的散射光强度的变化来反映。这种光学测量技术称为光电容积描记(PPG),能够通过可穿戴设备追踪心肺的活动。

从光学工程的角度来看,在手腕上使用LED和光电二极管面临一个很大的挑战:难以确保光学组件和佩戴者皮肤之间的接触面始终保持稳定。这意味着生命体征监测系统需要配备以下组件:

LED,能够发射特定波长的光

光电二极管,对该特定波长高度敏感;

模拟前端(AFE),一种集成电路,为LED提供电流,并对来自光电二极管的光电流信号进行放大和数字化处理。

整个监测系统经过优化,具有低噪声、高信噪比(SNR)、低功耗的优点,且设备的电池续航时间也得到了尽可能的延长。为了达到这些目标,艾迈斯欧司朗近期推出了专门用于生命体征相关应用的新组件。

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新型SFH 7018是一款多色LED(红光/绿光/红外)发射器,采用巧妙的双腔设计,最大限度地减少了用于心率测量的绿光与用于SpO2测量的红光和红外光源之间的相互干扰。SFH 7018的红光和红外发射管比上一代产品亮度提高了40%,绿色LED的亮度提高了两倍多。亮度的提高可以在信号质量保持不变的同时,减小LED电流并降低相应的功耗。

TOPLED® D5140,SFH 2202光电二极管的性能要优于可穿戴设备中常用的标准光电二极管。SFH 2202具有更高的灵敏度和线性度,使可穿戴设备制造商能够在复杂的环境光条件下提高心率测量和SpO2测量的性能,同时降低功耗。

艾迈斯欧司朗还推出了AS7058,这是一款AFE,可驱动SFH 7018等LED,并处理从SFH 2202等传感器或ECG电极接收到的信号。AS7058的显著特点是其低噪声性能,可产生高达120dB的极高光学信噪比,测量性能可媲美ECG。在手腕上进行光学测量具有很大挑战性,因此光电二极管产生的光学信号较弱,但低噪声AS7058则可从这些微弱信号和ECG电极的低电压输出中提取尽可能多的数据,从而确保设备能够计算出准确的生命体征测量值。

AS7058还可提供其他生命体征数据的测量结果,比如用于测量汗液的皮电活动,还可用于粗略测量身体成分和身体质量指数(BMI)的身体阻抗(BioZ),这是AS7058所特有的功能。

打造生命体征监测系统的
最佳助手

将发射器、传感器、AFE和相关设备集成到创新产品原型中并优化产品操作,这是一项艰巨的开发任务。事实证明,我们的生命体征系统设计专家提供了非常有效的支持。 

我们的独特优势在于,SFH 7018、SFH 2202和AS7058等组件可协同工作,在为客户提供的样品设计中展示了这一点。艾迈斯欧司朗的产品还配备了用于计算心率、SpO2和呼吸频率的现成算法。

除了提供生命体征监测产品,艾迈斯欧司朗还提供了一款超精准的数字温度传感器。AS6221采用1.5mm×1.0mm WLCSP封装,功耗极低,体温测量准确度极高:20℃到42℃之间的测量准确度为±0.09°,非常适合用于医疗类和健康监测类产品。

得益于为系统供应关键组件,我们的工程团队能够更加轻松地查明并解决客户生命体征监测设备的根本问题,包括光学噪声、电学噪声、机械不稳定性或其他技术问题:艾迈斯欧司朗能够更快、更轻松地为开发者提供解决方案。

在4P医学和个性化医疗的大背景下,可穿戴设备能够生成准确、可靠的数据,监测健康和个人生活方式,因此人们对这类设备的需求增长迅猛,吸引了更多制造商和初创公司进军这一大有可为的市场。

艾迈斯欧司朗是目前唯一一家能够为生命体征测量一次性供齐所有重要组件的大品牌。对于致力于打造独特产品,尽可能为消费者的健康生活保驾护航的公司来说,艾迈斯欧司朗会是他们的最佳合作伙伴。

作者简介 ams OSRAM-Rene-Kautschitsch-_original-2023 (1).png

Dr. Markus Arzberger 

Markus Arzberger现任艾迈斯欧司朗汽车和生命体征产品线高级总监。他在光电子学领域拥有深厚的技术背景,并在各种应用中积累了丰富的经验。Markus热衷于了解客户需求,并利用领先的光电子技术开发创新解决方案,满足客户需求。

作者: 艾迈斯欧司朗, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4027149.html

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