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智能可穿戴医疗保健设备,您必须考虑的设计要素与挑战

ADI_Amy 員工 在 2015-9-2 建立的討論區
最後回覆由lark100於2017-6-23提供

智能可穿戴医疗保健设备及典型架构

可穿戴医疗保健设备可定义为能够自动、智能、无创地执行特定医疗监控、支持目的的设备。“可穿戴”一词说明该设备要么直接佩戴于人体上,要么是一件类似于衣服的物品,并且具有适当的设计,支持其用作可穿戴配件。广义上讲,这要求该设备具有极小的尺寸和重量,功能自主,自备电源,易于使用,而且穿戴舒适。

 

智能可穿戴医疗保健设备有多种类型,如腕带、手表、眼镜和其他可穿戴类型。执行的功能有计步器、心率监测、运动记录、生物电位测量、生物阻抗测量、血氧测量等等。

 

智能可穿戴医疗保健设备是传统医疗设备的延伸。通常的医院用医疗设备体型巨大、结构复杂且功耗很高,旨在用于高精度临床应用。随着传感器和半导体技术的发展,器件尺寸和功耗比原来小得多,使得可穿戴设备变为现实。医院临床使用的许多技术已从医院走向家庭,或者变为各种可穿戴设备。智能可穿戴医疗保健设备通常是无创式生命体征监护设备,易于使用和穿戴。为了提升用户体验,重量越轻、功耗越低越好。另外还要提供与其他消费电子设备的连接能力。



设计考虑和主要挑战

  • 尺寸非常重要。大部分可穿戴设备都很轻,而且尺寸越来越小
    • 更小的封装
    • 采用先进封装技术以提高集成度
    • 外部元件越少越好
  • 超低功耗
    • 功耗对于用户体验至关重要,越低越好
    • 由于系统尺寸原因,电池大小有限
    • 低静态电流芯片有利于实现低功耗,延长待机时间
    • 可穿戴设备通常需要低功耗MCU
    • 可穿戴设备需要低功耗连接技术
  • 人体工程学设计
    • 易于使用
    • 防止误操作的设计
    • 高度可靠、高灵敏度的传感器设计
  • 高可靠性
    • 适应各种环境
    • 良好的机械设计,防止设备受损
    • 有时候设备需要防水
  • 传感器技术
    • 多传感器融合
    • 选择具有良好生物兼容性的传感器材料
    • 低功耗下具有高灵敏度
  • 连接技术
    • 需要低功耗蓝牙、WIFI连接以访问其他智能设备
    • 数据同步和应用程序自动升级

 

ADI的整体解决方案

ADI提供大量的高集成度AFE、运动传感器、低功耗MCU和电源管理解决方案,使可穿戴设备的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外,ADI还提供评估板、仿真工具和应用专业技术,为客户的设计和开发工作提供支持。


 

主信号链


图1. 系统框图

 

注:上述信号链代表智能可穿戴医疗保健设备系统。在具体设计中,模块的技术要求可能不同,但下表列出的产品代表了满足部分要求的ADI解决方案。

微处理器

ADuCM350/ADuCM360

ECG AFE

AD8232/ADAS1000

光学AFE

ADPD142

运动传感器

ADXL345/ADXL362

电容传感器

AD7147

模数转换器

AD7091R/AD7124-4/AD7915

无线

ADF7020/ADF7024/ADF7241

音频

SSM2518

 


图2. 电源解决方案

 

电池充电器

ADP5090/ADP5061

LDO

ADP160/ADP165

DC-to-DC降压

ADP5301/ADP2102

DC-to-DC升压

ADP1607/ADP1612

DC-to-DC降压/升压

ADP2503/ADP2504

 

欲下载该解决方案完整资源包,请点击http://h.analog.com/APM-WEARABLE?ADICID=1509_CN_CN_HCITG_HC_WEARABLE_MULT_AM_WEARABLE_EZEV_ADI_NONE_AL_MQL

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