智能可穿戴醫(yī)療保健設備 您必須考慮的設計要素與挑戰(zhàn)

　　智能可穿戴醫(yī)療保健設備及典型架構

　　可穿戴醫(yī)療保健設備可定義為能夠自動、智能、無創(chuàng)地執(zhí)行特定醫(yī)療監(jiān)控、支持目的的設備?！翱纱┐鳌币辉~說明該設備要么直接佩戴于人體上，要么是一件類似于衣服的物品，并且具有適當的設計，支持其用作可穿戴配件。廣義上講，這要求該設備具有極小的尺寸和重量，功能自主，自備電源，易于使用，而且穿戴舒適。

　　智能可穿戴醫(yī)療保健設備有多種類型，如腕帶、手表、眼鏡和其他可穿戴類型。執(zhí)行的功能有計步器、心率監(jiān)測、運動記錄、生物電位測量、生物阻抗測量、血氧測量等等。

　　智能可穿戴醫(yī)療保健設備是傳統(tǒng)醫(yī)療設備的延伸。通常的醫(yī)院用醫(yī)療設備體型巨大、結構復雜且功耗很高，旨在用于高精度臨床應用。隨著傳感器和半導體技術的發(fā)展，器件尺寸和功耗比原來小得多，使得可穿戴設備變?yōu)楝F實。醫(yī)院臨床使用的許多技術已從醫(yī)院走向家庭，或者變?yōu)楦鞣N可穿戴設備。智能可穿戴醫(yī)療保健設備通常是無創(chuàng)式生命體征監(jiān)護設備，易于使用和穿戴。為了提升用戶體驗，重量越輕、功耗越低越好。另外還要提供與其他消費電子設備的連接能力。

　　設計考慮和主要挑戰(zhàn)

　　尺寸非常重要。大部分可穿戴設備都很輕，而且尺寸越來越小

　　更小的封裝

　　采用先進封裝技術以提高集成度

　　外部元件越少越好

　　超低功耗

　　功耗對于用戶體驗至關重要，越低越好

　　由于系統(tǒng)尺寸原因，電池大小有限

　　低靜態(tài)電流芯片有利于實現低功耗，延長待機時間

　　可穿戴設備通常需要低功耗MCU

　　可穿戴設備需要低功耗連接技術

　　易于使用

　　防止誤操作的設計

　　高度可靠、高靈敏度的傳感器設計

　　適應各種環(huán)境

　　良好的機械設計，防止設備受損

　　有時候設備需要防水

　　多傳感器融合

　　選擇具有良好生物兼容性的傳感器材料

　　低功耗下具有高靈敏度

　　需要低功耗藍牙、WIFI連接以訪問其他智能設備

　　數據同步和應用程序自動升級

　　人體工程學設計

　　高可靠性

　　傳感器技術

　　連接技術

　　ADI的整體解決方案

　　ADI提供大量的高集成度AFE、運動傳感器、低功耗MCU和電源管理解決方案，使可穿戴設備的產品質量和可靠性達到最佳程度。此外，ADI還提供評估板、仿真工具和應用專業(yè)技術，為客戶的設計和開發(fā)工作提供支持。

　　主信號鏈

　　圖1.系統(tǒng)框圖

　　注：上述信號鏈代表智能可穿戴醫(yī)療保健設備系統(tǒng)。在具體設計中，模塊的技術要求可能不同，但下表列出的產品代表了滿足部分要求的ADI解決方案。

　　微處理器 ADuCM350/ADuCM360

　　ECGAFE AD8232/ADAS1000

　　光學AFE ADPD142

　　運動傳感器 ADXL345/ADXL362

　　電容傳感器 AD7147

　　模數轉換器 AD7091R/AD7124-4/AD7915

　　無線 ADF7020/ADF7024/ADF7241

　　音頻 SSM2518

　　圖2.電源解決方案

　　電池充電器 ADP5090/ADP5061

　　LDO ADP160/ADP165

　　DC-to-DC降壓 ADP5301/ADP2102

　　DC-to-DC升壓 ADP1607/ADP1612

　　DC-to-DC降壓/升壓 ADP2503/ADP2504