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可穿戴电子设备可监控生命体征、活动水平

2017-11-24 07:56 PM| 发布者: admin| 查看: 2164| 评论: 0

摘要: 当我还是个小男孩的时候,妈妈总是不停地叮嘱我要带够零钱,以防在遇到紧急情况时需要打电话。二十年后,移动电话使我们能够随时随地拨打电话。又经过20 年的创新后,语音通话已不再是手机这款智能设备的主要功能, ...
当我还是个小男孩的时候,妈妈总是不停地叮嘱我要带够零钱,以防在遇到紧急情况时需要打电话。二十年后,移动电话使我们能够随时随地拨打电话。又经过20 年的创新后,语音通话已不再是手机这款智能设备的主要功能,它不仅可以拍摄美丽的照片、播放音频和视频流文件,而且还提供各种各样的服务――现在还逐渐成为我们的私人教练。配备传感器或者连接到穿戴式传感器后,这些设备可用来监控日常活动和个人健康状况。在不断增强的健康意识推动下,人们开始关注测量生命体征参数――如心率、体温、血氧饱和度、血压、活动水平(运动量)和脂肪燃烧量――以及追踪这些参数的日常变化趋势。

现在,装有多个传感器的通用传感器前端可监控这些参数。最大的挑战是最大程度地缩小尺寸并延长电池使用寿命。本文讨论面向迅猛增长的可穿戴电子产品市场的解决方案。

最重要的生命体征信号

没了心跳,我们就会有大麻烦,因此,脉搏或心率至今仍是我们需监控的最重要的参数。除了每分钟心跳次数以外,我们还想检查心脏行为与活动量的关系。心律也非常重要,因为快速变化的心率是心脏疾病的征兆。

心率和心脏活动监护通常是使用心电图(ECG)测量生理电信号来实现。连接到身体上的电极可测量心脏组织中心电的信号的活动。专业的诊断系统便是基于此原理,测量时胸部和四肢最多可连接10 个电极。ECG 可提供一次心跳不同分量(P 波、QRS 波和T 波)的相关详细信息。

单导联ECG 在体育界的应用越来越普遍,其使用双电极胸带来测量心脏活动。虽然可检测到各种ECG 波形,但大多数系统只测量心率。这些胸带穿戴起来并不舒服,因此,体育和保健行业正在寻找替代方案,例如将电极集成到运动衫上。AD8232 单导联心率监护仪前端(如图1 所示)就是专为此类低功耗可穿戴应用而开发的。该器件内置增益为100 V/V 的仪表放大器和一个高通滤波器,能阻止皮肤上电极的半电池电位产生的失调电压。输出缓冲器和低通滤波器则可抑制肌肉活动产生的高频分量(EMG 信号)。此低功耗前端功耗为170 μA,可与16 位片上计量仪ADuCM350配合使用,进行高性能、单导联ECG 测量。


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