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1、可穿戴和临床生命体征监测技术 1议题 生命体征监测简介 可穿戴式生命体征监测技术 生命体征监测应用案例 生物电信号测量 ECG和心率监测 PPG/光学测量 光学信号链 分立式与集成式模块 HRM/HRV与SpO2 生物阻抗测量 皮肤电活动(EDA) 人体阻抗分析(BIA) 运动检测总结 2测量生命体征是为了观察人的状态数值需要在某个范围以内（范围与年龄有关）生命体征有助于医生得出正确的诊断结论在用药和治疗期间测量生命体征是为了监测（所需）效果增加对个人健康状况的认识为什么要测量生命体征？ 生命体征主要有 心率50-80BPM 血压120/80 体温37-38C 呼吸率12-20次/m3生命体征

2、参数测量趋势4临床生命体征监测高性能FDA/CE认证以病人为中心在医院实施运动健身遥测 高性能FDA/CE认证以病人为中心在医院/家里实施低性能无监管个人兴趣ECGSpO2CO2呼吸率体温血压ECGSpO2心率监测计步运动分析皮肤温度 EDA医院里 医院外 可穿戴式生命体征监测专业/半专业市场远程监测有监管ECG、心率、呼吸率、SpO2、EDA、运动、体温生命体征监测机会无处不在汽车军事家里运动健身医疗 安防 生活辅助 5可穿戴式生命体征监测的必要技术6生命体征压力水平人体成分活动水平MEM运动检测阻抗测量阻抗/光学测量光学/生物阻抗/生物电信号生物电测量77生物电位测量一个心跳周期 u P-

3、波： 心房收缩 u QRS： 心室兴奋u T-波： 心室激动后的复原活动 8AFE +ADC半电池、基线、呼吸等50/60ECG通带频率功率ECG信号AFE信号与干扰因素50/60RFECG通带半电池、基线等频率功率起搏呼吸载波ESISDEFIB.RF主要电气要求主要电气要求带宽0.05-150 Hz幅度1-10mVpkpk噪声RTI10Vpkpk差分输入电压范围 1V品质因数：SNR/uWECG信号9AD8233超低功耗单引脚ECG前端64 BPMADUCM3029特性双极点高通滤波器 消除电极直流失调可选截止频率(0.05至10Hz)三阶低通滤波器集成快速恢复电路(FR)交流和直流导联脱落

4、检测集成右腿驱动(RLD)工作电压：1.7-3.5V（由电池直接供电，无需稳压器） 正常模式：50A关断模式：1uA微型2mm x 1.7 mm WLCSP封装u 目标应用u 健身及运动心率监测u 便携式远程家用ECG测量系统u 任何低端心脏系统AD823310通过带宽与时间响应运动(7-25Hz)监测(0.5-40Hz)诊断(0.05-150Hz)目标频段因应用案例而异：11快速恢复功能 12光学测量 13用于测量HRM和HRV的PPG检测技术 PPG：光学容积描述术 = 用于监测心血管体系压力和容积的方法透射法：在被检测部分两侧相对放置发射器和接收器。光沿肌肉传播，然后在传感器另一侧予以捕

5、捉。反射法：在被检测部分同一侧放置发射器和接收器。光穿过皮肤，其中一部分被反射到传感器上。透射法反射法交流分量直流分量动脉直径传感器PPG信号用PPG测量血氧饱和度(SPO2)uSpO2为完全饱和的氧合血红蛋白(HbO2)与总血红蛋白(HbO2 + Hb)的比例，表示为百分比l典型读数范围为70%-100%uSpO2根据人的呼吸状况以及血液循环状况上下波动波长(nm)吸收率15光接收信号链与ADPDxxxx系列LEDTXLEDPDRXLED控制AFEADC控制寄存器原始数据LED光传感器ADPD22xx光学模块ADPD14x/17x/18x光AFEADPD10 x/108x16光学系统设计挑战

6、17环境光的干扰 外部光源干扰接收信号 通过机械设计予以抵消 采用智能环境光抑制技术运动伪影 集成补偿运动传感器(ADxL362) 通过机械设计减少运动伪影人体生理机能 人体部位决定应用案例 部位和应用案例决定光学设计机械设计和光信号路径 决定最佳光电二极管尺寸及LED波长 最佳PD/LED间距 限制光学串扰限制（ILP=内部光污染）光学模拟前端和路线图18ADPD105/106/1074个光学RX通道3个LED电流源（最高250mA）模拟环境光抑制I2C和SPI选项EDA功能SNR/瓦特比提升2.7倍电池寿命更长更多的触发选项已量产 ADPD1080/ADPD1081噪声和功耗均有改善PSR