下一代穿戴式裝置實現更全面的遠端監測

作者 : Susan Hong,EE Times Taiwan

ADI 在單晶片中整合光學、心電及生物阻抗(BioZ)三種臨床級子系統,推出MAX86178三系統類比前端(AFE),以取代以往的分離式設計,並可實現四種關鍵生命徴象的測量...

隨著越來越多的消費者使用各種穿戴式裝置來追蹤個人生命徴象資料,對於醫療保健的意識,正逐漸從醫療院所轉向院外的家戶「醫櫥」和個人穿戴配件。另一方面,新冠肺炎(COVID-19)疫情延燒,持續帶動健身手環、智慧手錶和心率檢測儀等具備健康監測與追蹤功能的需求增加,穿戴式裝置的開發不斷增加更多健康監測甚至診斷功能,以提供更全面的遠端醫療監測與健康照護。

根據市場研究公司Yole Développement在2020年發表的報告,2019年全球醫療保健穿戴式裝置約有2.47億件,預計這一數字將在2025年成長至7.50億件的市場規模。這一成長主要來自醫療類穿戴市場和消費類穿戴市場,而其潛在的需求就在於多項關鍵生命徴象的監測。

 

 

除了提供更多監測功能,醫療裝置設計者還著眼於開發尺寸更小、功耗更低以及便於在家中或辦公室持續穿戴的無線裝置,以取代大型的健康監測系統,同時降低每年與健康相關的支出。為此,ADI (原Maxim Integrated業務)在單晶片中整合光學、心電及生物阻抗(BioZ)三種臨床級子系統,推出MAX86178三系統類比前端(AFE),以取代以往的分離式設計,並可實現四種關鍵生命徴象的測量。

Maxim Integrated工業與醫療健康事業部醫療健康產品線總經理Andrew Baker介紹,MAX86178三系統生命徵象AFE,「一片即可測量四項生命徵象訊號,簡化穿戴遠端病人監測(RPM)裝置的設計。該AFE單晶片整合三種測量系統(光學、ECG和生物阻抗),可擷取心電圖(ECG或EKG)、心率(如光學PPG)、血氧飽和度(SpO2)和呼吸率(採用BioZ)等四種生命徵象。」

MAX86178並支援光學PPG和ECG同步定時,協助測量衍生健康指標。該元件在2.6mm x 2.8mm的封裝中整合多種功能,以支援更小尺寸的生命徵象測量裝置。

「穿戴醫療裝置的未來正在加速到來,」Baker強調,「穿戴醫療監測裝置的尺寸將會變得更小、功能更先進。MAX86178三合一系統以單晶片實現四種生命徴象資料擷取,讓心電圖、心率、血氧飽和度、呼吸率的採集系統更精簡。」

 

典型的遠端監測貼片系統方塊圖

(來源:Maxim Integrated;現已併入Analog Devices)

 

此外,隨著以電池供電的可攜式診斷儀器湧現,對於電源管理和生物感測器協同運作的創新也成為系統設計者必須考慮的課題。Maxim Integrated電池電源配置事業部執行總監Karthi Gopalan強調,「這意味著在不犧牲感測器訊號精確度的情況下,必須確保最低功耗、最小尺寸外形以及配戴的舒適度。」

針對下一代消費和醫療穿戴裝置的供電需求,Maxim Integrated推出MAX77659單電感多輸出(SIMO)電源管理IC (PMIC),不僅可為穿戴式、耳戴式和物聯網(IoT)裝置充電,並且比現有的其他PMIC更快且尺寸更小。

MAX77659整合開關模式的升/降壓(Buck Boost)充電器和三個可程式升/降壓穩壓器,由於共用同一電感而最大程度地縮減解決方案的整體尺寸;此外,這些穩壓器通過高於91%的重載效率和低至5VA的靜態電流,大幅延長電池壽命。

Gopalan指出,MAX77659 SIMO PMIC只需充電10分鐘即可提供超過4小時的續航時間,元件採用單電感為多個電源軌供電,使材料清單(BOM)減少60%,整體方案尺寸減小50%。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2021年10月號

 

 

 

 

加入我們官方帳號LINE@,最新消息一手掌握!

發表評論