助力防控“头号杀手”,高精度便携健康传感器有妙招

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让“健康”成为

全民关注的重点。

但健康,有赖于平时良好的生活习惯,以及定期疾病检查,以期早发现、早治疗。但现代人往往并没有太多时间、精力或财力来支撑规律性的定期检查,容易忽视身体的早期警示;而且有些疾病只能在医院的专项检查中才能被发现,导致发现时治疗难度已经相对较大。例如心血管疾病,目前占中国居民死亡原因首位(来源于国家心血管病中心《中国心血管病报告 2018》),一向都是通过医院仪器检查中发现的。

 

心血管疾病的健康管理

 

心血管疾病是心脏血管疾病的统称,泛指由于高脂血症、血液黏稠、动脉粥样硬化、高血压等所导致的心脏及全身组织发生的缺血性或出血性疾病。

心血管疾病的预防,医院通常以心率、血压、心电图等常规检查为主,这些方式能够提早发现身体是否存在异常现象。一旦发现异常要及时调节自己的生活和饮食习惯,必要时加以治疗。此前,即便是这样基础性的检查,也只能在医院的专业设备上才能实现;同时短期检查的时间间隔较长,会出现漏诊、误诊的情况。

如果能够在日常生活中长期性监测身体的这些数据,形成动态数据库,并且保障数据的可追溯性,就能更好的预防疾病的发生,将疾病的发生率降到最低。

近几年,随着科技的飞速发展,可穿戴设备大量涌现,例如手环、智能手表、智能鞋等。部分可穿戴设备能够在日常活动中直接穿戴在身上,时刻监控心率、血氧、血压等数据,并且可在相关软件的支持下感知、记录、分析、管理健康数据从而实现主动预防的目的。

但目前的这些设备普遍存在一个问题——数据测量精度不高,原因是在身体本身的晃动和周围环境等不利因素的干扰下,影响了传感器的信号采集和识别,导致测量的数据不精确,和医院的专业设备相差太大,这就使健康管理得不到保证。

上述原因,致使用户对于使用可穿戴健康设备进行健康管理的积极性不高,因此,我们迫切地需要一款高精度的健康检测传感器来改变这一现状。

 

AS7026心血管健康监测传感器带来福音

 

艾迈斯半导体(ams AG)推出了一款用于持续监控心血管健康状况的光学传感器AS7026,将该传感器嵌入到健康监测腕带或智能手表等消费设备中,可持续进行心率、心率变异性、血压和心电图(ECG)测量。

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AS7026将先进的光学半导体技术与复杂的算法相结合,使得可穿戴设备的测量精度达到前所未有的水平。根据IEEE 1708-2014行业标准,AS7026采用的血压测量算法精度经测试为医疗级(B级)。该传感器的高精度心血管测量功能为智能手表、智能手环等可穿戴设备和生活中常见智能化设备创造了新的发展潜力,使其能够全天候提供有价值的健康监测数据。

 

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AS7026是一个封装为6.2mm x 2.8mm x 1.0mm整体式光学模块,具有超低的功耗,可通过电池供电设备进行全天候救生式智能健康监控。这款小型传感器为健康监测技术的创新应用(从耳机和助听器等入耳式设备到马桶座圈)提供了广阔的空间。

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AS7026利用光电容积脉搏波描记(PPG)技术进行人体运动心率监测和心电图(ECG)的实现。PPG是最常用的HRM方法,其通过对由血管调制的光进行采样来测量脉搏率,心脏收缩和扩张时流经血管血量的变化会引起血管的扩张及收缩从而对光产生调制,通过测量该调制光可计算出心率。心电图是心脏产生的生物电位的多种形式的电位参考的变化图形。

AS7026采用高性能光学叠加元件,可实现高灵敏度、低噪声以及高环境光抗干扰性,可帮助例如可穿戴设备和移动设备包含的小型电池的电子系统大幅降低功耗。该传感器通过艾迈斯半导体开发的特殊算法,将PPG和ECG读数转换为数字高精度光学心率测量(HRM)、心率变化(HRV)测量和连续血压值。无袖套血压测量已经过优化,完全符合IEEE Std 1708-2014标准。

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AS7026是一个单芯片集成解决方案的传感器,它由线性稳压器、光电传感器、低噪声光学模拟前端(AFE)、可编程序列发生器、HP滤波器、音序器和LED等组成。其中包括5个光电传感器(4个用于PPG,1个用于Prox),3个LED(2个绿色,1个IR)。除了测量HRM / HRV和血压外,该传感器还可以通过接口连接外部其他传感器,实现皮肤温度和皮肤电阻率测量。此外,AS7026的新型光学叠加元件对von Luschan肤色深浅分布图中的每一种肤色都能够实现卓越的信号质量。

 

AS7026评估套件Eval Kit

 

AS7026评估套件Eval Kit可以用来评估AS7026G Vital Signs传感器的所有功能,并在各种应用中进行测试。评估套件可通过USB连接至PC,并配有图形化GUI,使用户可以通过图形化软件更改AS7026寄存器设置并查看测量结果。随评估套件提供了SDK(软件开发工具包),SDK目前包含HRM、HRV和BP的算法,编译后的固件可以在STM32 ARM Cortex-M4低功耗MCU上运行。

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为实现全面的灵活性,生物传感器(AS7026),温度传感器(AS6200),加速度计(LIS2DH12)和电极位于PCB板上,可用于任何应用,并通过FPC电缆连接到主板,还可以选择连接不同的电极。断开电路板后,还可以将附加电路板与FPC电缆或带有PicoBlade连接器的腕带连接,任何对开发很重要的信号都可以在引脚接口上轻松扩展和探测。

 

智能健康的移动配件VivaVita

 

VivaVita是一款产品化的移动配件解决方案,全方位的展示了AS7026的功能和血压算法,并获得FDA认证。

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VivaVita只有5cm x5cm尺寸大小,使用内置电极和设备顶部的光学接口测量健康参数,并且可以通过蓝牙连接到手机同步显示数据,它还支持无线充电功能,为日常使用提供了方便。

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VivaVita可以测量多个生命体征,包括HRM,Vegal Tone,SDNN,其中血压精度达到B级,符合IEEE Std 1708-2014(精度5-6 mmHg),其内置的算法可以将捕获的数据转换为准确的心率、PPG、ECG、血压和神经张力信息。另外,在IOS和Android移动应用程序上,通过蓝牙连接到VivaVita,可以展示多种个人健康参数:脉冲bpm,医疗级血压,Vegal Tone(作为保守的风险指标)和SDNN(总体心律节律)。

AS7026的低功耗设计和小尺寸封装特别适用于电路板空间有限的手环、智能手表、运动手表和智能贴片等产品应用。通过这些设备,用户可以时刻监测自己的正常血压和其它心脏健康的关键指标,如同熟知身高和体重等身体指标一样。利用这些数据,可以更积极、更明智地选择个人健康管理和生活方式,使预防心血管疾病的发生成为可能。