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使用 PPG/ECG 組合可穿戴生物傳感器模塊進行 FDA 認證的心臟測量

2388644 2022-11-25 | pdf | 305.31KB | 次下載 | 免費

資料介紹

消費者要求智能手表、健康手環和其他電池供電的移動設備提供更準確的健身和心臟健康數據。為了滿足這些期望，開發人員不得不與復雜且昂貴的多組件解決方案作斗爭。這些最終可以提供高精度，但代價是更高的功耗、更大的占地面積和更長的開發時間。需要一個更簡單、更優雅的解決方案。消費者要求智能手表、健康手環和其他電池供電的移動設備提供更準確的健身和心臟健康數據。為了滿足這些期望，開發人員不得不與復雜且昂貴的多組件解決方案作斗爭。這些最終可以提供高精度，但代價是更高的功耗、更大的占地面積和更長的開發時間。需要一個更簡單、更優雅的解決方案。本文將介紹一種基于本文將介紹一種基于Maxim IntegratedMaxim Integrated高度集成模塊的解決方案路徑。首先將簡要討論圍繞準確心臟性能監測的困難。然后，它將展示開發人員如何使用該模塊在活動期間執行 FDA 認證的心率監測，以及在休息時進行心電圖 (ECG) 測量。高度集成模塊的解決方案路徑。首先將簡要討論圍繞準確心臟性能監測的困難。然后，它將展示開發人員如何使用該模塊在活動期間執行 FDA 認證的心率監測，以及在休息時進行心電圖 (ECG) 測量。心臟性能測量心臟性能測量醫療保健提供者通常依靠 ECG（也稱為 EKG）來提供有關心臟健康的最詳細數據，而不是侵入性程序。ECG 設備捕獲心動周期期間心肌去極化和復極化產生的波形（圖 1）。該過程需要在身體周圍的關鍵位置放置 10 個電極。然后將它們組合成 12 對或導線，設計用于與跨心臟組織體積生成的不同波形軸對齊。醫療保健提供者通常依靠 ECG（也稱為 EKG）來提供有關心臟健康的最詳細數據，而不是侵入性程序。ECG 設備捕獲心動周期期間心肌去極化和復極化產生的波形（圖 1）。該過程需要在身體周圍的關鍵位置放置 10 個電極。然后將它們組合成 12 對或導線，設計用于與跨心臟組織體積生成的不同波形軸對齊。圖 1：雖然心電圖（ECG 或 EKG）提供了更多細節，但更簡單的光電容積脈搏圖 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此處顯示的室性早搏 (PVC) 的發生情況。（圖片來源：維基百科）圖 1：雖然心電圖（ECG 或 EKG）提供了更多細節，但更簡單的光電容積脈搏圖 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此處顯示的室性早搏 (PVC) 的發生情況。（圖片來源：維基百科）例如，放置在患者腿上的電極可以與另一個電極配對，以提供能夠捕獲向下穿過心臟組織的心室去極化波形細節的導線。醫用級 12 導聯 ECG 儀器使用這種方法，結合來自不同電極對的數據來測量沿與心動周期每個階段相關的最佳軸的波形。例如，放置在患者腿上的電極可以與另一個電極配對，以提供能夠捕獲向下穿過心臟組織的心室去極化波形細節的導線。醫用級 12 導聯 ECG 儀器使用這種方法，結合來自不同電極對的數據來測量沿與心動周期每個階段相關的最佳軸的波形。相比之下，消費者健身設備執行的 ECG 測量通常僅使用一對電極，導致此類設備稱為單導聯 ECG。盡管單導聯 ECG 可能缺乏心臟病專家診斷所需的詳細信息，但它們確實提供了足夠的心臟性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 導聯 ECG 才能準確診斷的可能病癥。相比之下，消費者健身設備執行的 ECG 測量通常僅使用一對電極，導致此類設備稱為單導聯 ECG。盡管單導聯 ECG 可能缺乏心臟病專家診斷所需的詳細信息，但它們確實提供了足夠的心臟性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 導聯 ECG 才能準確診斷的可能病癥。實際上，在健身設備中使用單導聯 ECG 測量可能特別有問題，因為測量很容易被個人的任何明顯運動所破壞。任何肌肉運動都會導致來自肌纖維去極化的相應電波形，該電波形穿過傳導性組織塊。主要肌肉群的運動會產生生物電勢，這種生物電勢很容易淹沒從更深的信號源（如心肌）發出的信號。因此，準確的 ECG 測量要求受試者保持靜止，無論是躺在醫療機構中還是在鍛煉期間。