部分医疗保健类产品的动向及芯片解决方案

  作者:王影  时间:2018-11-29来源:电子产品世界

编者按:介绍了体征信号检测产品及助听器等的发展趋势,及相关的芯片解决方案。

作者 / 王影  《电子产品世界》编辑(100086)

摘要:介绍了体征信号检测产品及助听器等的发展趋势,及相关的芯片解决方案。

1 体征信号检测的趋势

1.1 院内院外产品的融合

  ADI公司医疗健康事业部亚太区市场总监王胜介绍,据一家美国咨询公司的调查,70%~80%的人认为可穿戴需要和健康联系在一起。所以现在可穿戴无一例外在健康功能上大做文章。

  其实很多健康功能在医院里已有,但是这些产品和所谓的“院外”不一样,尽管功能性是一样的,测量原理甚至都一样,但是测量条件不同,这带来很多挑战。首先它变小了,变得用户不专业了,变得条件多样化;而不像在医院,有固定的操作人员、固定的环境,测量准确度非常高,且不太在乎功耗,甚至不在乎成本。所以院内的专业设备厂商在往产品小型化发展;院外的健康设备厂商在往诊断级的院内设备的质量靠近,即使不要认证,但是产品质量也要达到同等级别。

  现在市场上云端服务的健康管理公司越来越多,催生院外的健康功能产品越来越多。

  所以从趋势来看,院内院外这两块的发展方向在往一起靠拢。院内的医疗设备厂商在发展便携式、无线传输,使患者不只是躺在床上,很多可以实时检测。院外的在往院内的设备质量靠近,甚至很多做了医疗认证。

1.2 ADI的解决方案

  这种趋势对ADI是有益的,因为ADI在之前非常专注在医疗设备领域,现在正把这些技术延伸出来,紧跟市场需求,来开发很多有益市场接受的院外产品和方案。

  ADI在医疗电子监测方面重点关注有两大类:医疗影像检测类和体征信号监测类。本文主要介绍体征信号监测类。

  所谓体征信号包括体温、心率、心电、血氧、呼吸等。ADI的产品包括专业的监护类产品(多用于医院内)和可穿戴产品(个人消费品或个人健康产品)。具体来说,ADI在光电技术、生理阻抗测量、生理电势采集、温度、运动状态监测以及环境相关(如气体,CO2以及紫外线监测等)等领域都有持续投资,产品方案在市场上有极大认可。

  尤其是在光电法测量生理体征信号方面,ADI的ADPD系列传感器及信号处理方案,正被大品牌客户设计使用,例如ADPD142,APD153, ADPD144以及ADPD174等是集成高的方案(光电二极管+ LED + 模拟前端采集AFE +LED驱动器+ 环境光抑制等,输出是I2C的数字量),体积也很小,功耗很低(十分灵活的配置),性能好(在体积、功耗都很有优势的同时)以及非常成熟的方案(早已有大量出货)。可用于诊断级产品,也可适用于消费级的产品相关体征信号的采集,例如心率, 血氧含量等。其中,ADPD174GGI,可以大大简化系统级光学结构设计的挑战,解决内部环境光干扰问题等,进而保证最终产品的一致性和生产环节的成本和效率,目前此模块产品已被全球知名的可穿戴设备厂商采纳, 并已经大量出货。

  除此以外,2018年夏天ADI量产了新一代光电测量模块产品ADPD188,使得该类应用在功耗、性能、设计简易度、简化客户的产线流程以及成本等方面又获得了优化和突破进展。

  ADI的系列低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端 (AFE) AD8232以及最新的AD8233,专为满足新兴的健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG(心电图)信号调理要求而设计。

  与当前很多集成解决方案中采用的拓扑结构不同,AD8233高度灵活的模拟滤波配置采用双极高通滤波器,结合芯片内部的仪表放大器架构和无使用约束运算(增益)放大器,支持用户采用多极低通滤波技术来消除线路噪声和其他干扰,并可提供在关断(shutdown)模式下的导联脱落监测功能。它为系统设计人员提供了灵活性,将健身和医疗监护的价值和性能提升到一个新的水平。

  另外一款高集成度的ADAS1000完全可以用于类似的应用场合,提供高质量高集成的多导联心电、呼吸及起搏器检测以及其他功能于一身的解决方案,是高性能诊断级ECG监测的首选方案。

  在医院用及家用便携式医疗电子领域,ADI拥有一系列创新产品和解决方案,例如支持多种便携式医疗保健领域的高精度、低功耗片上计量仪ADuCM350,已在国内和国外的几家有代表性的大客户中都取得了进展。

  除此以外, 在运动检测的相关领域,ADI拥有一系列创新产品和解决方案,突破性的超低功耗3轴数字MEMS产品ADXL362在运动检测唤醒模式下功耗仅为300 nA,其超低功耗的特征是可穿戴运动监测设备的理想解决方案;同样,ADI看中低功耗对用户的价值,所以更高性能,以及更加合理价格的类似产品也将陆续推出。

2 助听器等医疗产品对元器件提出了更高要求

  安森美半导体医疗分部亚太区市场部经理杨正龙称,随着全球人口老龄化,助听器、血糖监测仪、监护仪等医疗产品升温。

  好的产品当然需要好的元器件方案来提供支持,例如助听器产品,一方面由于佩戴者的心理因素,希望助听器比较小且不易被发现,这样就需要元器件的尺寸不能过大;另外一方面,每个佩戴助听器的患者所使用的环境不一样,使用习惯也不一样,需要助听器提供的功能多样化,这样就需要助听器元器件功能多,运算能力强。再有,每次更换电池从经济、环保、便利度上都不值得提倡,所以需要元器件能够提供可充电的功能。

  关于血糖仪,现在市场上的血糖监测仪属于较老的产品,每次需要创伤并用试纸验血才能达到检验的目的。目前在发达国家开始流行的是连续血糖监测仪,这种检测仪可以24小时不间断,自动监测同时会发警报通知患者,这样就大大降低患者风险,提高了便利性,这样的产品需要提供的元器件精度要高,具备医疗资格认证。

  安森美半导体在医疗行业有30多年的经验,积累了相关的技术, 随着市场的发展,安森美半导体推出了更为强大的助听器DSP方案,这种方案不是简单的DSP,而是把最新的蓝牙低功耗5.0 (BLE 5.0)的芯片集成进去,可以支持从助听器到手机的无线音频传输功能,同时支持MFi 和Android 手机。2017年安森美半导体推出了Ezairo 7150, 2018年在德国汉诺威医疗器械展上推出封装更小、功耗更低的Ezairo 7160 系列,同时简化客户需要做的工作,提供了完备的“交钥匙”方案,节省客户从研发到生产的时间,提高客户的竞争力, 同时针对终端用户群体,可以更加便利地使用助听器。

  另外,安森美半导体推出了业界首款支持音频传输的BLE 5.0芯片方案RSL10, 其性能特性通过美国第三方测试,可以达到1090 EEMBC® ULPMark CP @ 3 V、1260 EEMBC ULPMark CP @ 2.1 V,通过使用安森美半导体自有的音频传输协议,可以让有听力障碍的人群更能便捷享受听音乐、看电视。

  本文来源于《电子产品世界》2018年第12期第8页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

关键词: 体征 光电二极管 助听器 蓝牙 201812

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