實現高性能、低功耗的先進醫療監測設備

2020-07-23
作者 Nordic Semiconductor

如果你有住院經驗或者曾經到醫院探訪過親戚或朋友,應該見過脈搏血氧飽和度分析儀。通常它是一種夾在患者指尖上的裝置,用於測量血液中的氧氣飽和度。

一款指環形智慧脈搏血氧飽和度分析儀(pulse oximeter;EETT編按:或稱血氧濃度分析儀,參考文章上方大圖)可以連續提供關鍵的健康資料,例如血氧和心跳的更新狀況,並具有更長久的電池使用壽命。

這是中國業者兆觀信息科技(MegaHealth)推出的產品,Nordic的nRF52832 SoC是實現其性能的重要元件。借助低功耗藍牙連結和兆觀所開發的醫療用脈搏血氧飽和度分析儀,患者無論日夜都可以憑藉應用程式查看血氧和心跳的更新資料。這款ZG-P11D醫療用脈搏血氧飽和分析儀已經通過了中國國家藥品監督管理局的試驗測試,目前受到中國的醫院廣泛採用。

與採用夾指尖方式的其他產品相比,這款新設備體積小、舒適且更適合長時間佩戴。它可說是體積雖小,但功能強大。Nordic nRF52832 SoC具有出色的性能,透過與使用者的智慧型手機以低功耗藍牙連結,可提供血氧飽和度和脈搏的連續同步資料。而且,它結合了經最佳化的功耗性能,充電之後可運作超過20小時,並可透過普通的Micro USB連接器充電。

什麼是脈搏血氧飽和度分析儀?

如果你有住院經驗或者曾經到醫院探訪過親戚或朋友,應該見過脈搏血氧飽和度分析儀。通常它是一種夾在患者指尖上的裝置,用於測量血液中的氧氣飽和度。

脈搏血氧飽和度分析儀測量紅光(red light)和紅外光(infra-red light)的吸收差異來進行分析。未攜帶氧氣的血液會吸收更多的紅光,反之攜帶氧氣的血液則吸收更多的紅外光。自20世紀上半葉以來,這些原理便廣為人知。今日在全世界廣泛受到使用的脈搏血氧監測夾指式裝置,自1970年代以來便已存在。

為什麼血氧飽和度很重要?

人體需要氧氣。血液中的氧氣量可以指示出各種問題。在許多情況下,例如肺炎、哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和心臟衰竭等等,血氧飽和度是一項重要指標。

除非你正在進行嚴苛的健身鍛煉,一般而言血氧飽和度(血液中攜帶氧氣的血紅蛋白百分比)應為98%左右。若是在休息狀態下讀數低至94%或甚至更低,則意味著出現了問題,或許是肺部無法有效工作,不然就是身體消耗的氧氣過多。

消費者的狀況監測

在醫院之外,血氧飽和度的測量也是有用的。無需進行全面的睡眠研究,就可以檢測出例如呼吸暫停這樣的疾病,這是在睡眠中發生長時間停止呼吸的情形。血氧飽和度測量還可以提供對哮喘等疾病的監測,以便在不需要住院和佔據病床的情況下,檢查患者對治療的反應。

以改進健康狀況的觀點來看,血氧測量對於消費者可產生其他幫助。氧氣量水準可以告訴裝置佩戴者,身體在運動過程中使用氧氣的效率如何,以及運動之後身體恢復的速度如何。

Garmin和Withings等公司生產的智慧手錶產品,已經將脈搏血氧飽和度作為其主要指標之一。跑步者可以查看自己的基本健康狀況是否正在改善,並採取措施來改變鍛煉方式,以進一步改進自己的運動步伐和耐力。

以Nordic技術為核心

 兆觀信息科技開發的指環小巧、防水、適合長時間佩戴。指環形裝置比夾指式裝置更加穩固,而且在睡眠過程中不會掉落。此外,它的外形雖然小巧卻具備了眾多功能。Nordic nRF52832 SoC以64MHz 32位元Arm Cortex-M4F處理器為核心微控制器,其512kB快閃記憶體足夠應付儲存和記錄資料,而64kB RAM記憶體則能滿足演算法的過濾需求。

兆觀信息科技公司王建軍表示,Nordic nRF52832 SoC能夠「完美平衡」功耗和即時處理性能。由於能源使用性能經過最佳化,客製的鋰離子電池在充電前可以連續使用20個小時以上。 而作為無線設備,當病患離開醫院病床四處走動時,仍然可以繼續進行監控。這通常是血氧飽和度監測的關鍵時刻,而傳統的有線監測系統則無法提供這項功能。

健康發展的市場

兆觀信息科技和其他企業將持續不斷追求生產新穎的產品,以便為醫院和消費者環境提升價值,包括監測心律以提供嚴重狀況的早期預警,甚至是採取以前不可能實現的方式來監測病患狀況。這塊市場預期在一段時間內擴大發展。

個人健康監測是智慧科技領域中增長最強勁的領域之一。為注重健康的消費者提供更多資料的設備具有巨大的市場增長潛力。憑藉Nordic供應的功能強大的低功耗晶片組,製造商得以日益增強能力,為產品注入更多功能。

 

(本文由Nordic Semiconductor供稿)

 

活動簡介

人工智慧(AI)無所不在。這一波AI浪潮正重塑並徹底改變科技產業甚至整個世界的未來。如何有效利用AI協助設計與開發?如何透過AI從設計、製造到生產創造增強的體驗?如何以AI作為轉型與變革的力量?打造綠色永續未來?AI面對的風險和影響又是什麼?

AI⁺ 技術論壇聚焦人工智慧/機器學習(AI/ML)技術,涵蓋從雲端到邊緣、從硬體到軟體、從演算法到架構的AI/ML技術相關基礎設施之設計、應用與部署,協助您全面掌握AI最新技術趨勢與創新,接軌AI生態系佈局,讓機器學習更快速、更經濟、更聰明也更有效率。

贊助廠商

發表評論

訂閱EETT電子報