你的位置:首页 > 测试测量 > 正文

多波长光学测量,实现传统的SpO2测量无法实现的功能

发布时间:2021-07-08 来源:Sanjay Pithadia 责任编辑:wenwei

【导读】光电容积脉搏波描记术(Photoplethysmography,PPG)是一种用于心率监测仪(HRM)和外周毛细血管氧饱和度(SpO2)测量的流行光学技术。它简易方便,因为只需将LED和光电探测器(PD)连接到身体上即可。
 
PPG的基本理论基于人体组织的光吸收变化,这与氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对浓度的变化相关。由心脏收缩和舒张引起的血容量变化可用于估计动脉血氧饱和度。
 
实现传统的参数测量无法实现的功能
 
可参考我们最新的参考设计了解更多信息:支持Bluetooth®5的多波长光学HRM和SpO2监控参考设计
 
PPG信号易受运动伪影的影响,这取决于光源的波长。光吸收以及因此进入组织的穿透深度取决于波长。红外和近红外(NIR)等较长波长的吸收相对较低,可实现更深入的组织穿透。诸如绿色和蓝色等波长较短的光被黑色素强烈吸收;因此,进入组织的穿透深度相对较浅。因此,红色和近红外光PPG受制于伪影,而绿色和蓝色光PPG相对没有伪影。
 
图1所示为波长为400至1,000 nm的光信号的皮肤穿透深度。
 
多波长光学测量,实现传统的SpO2测量无法实现的功能
图1:显示一系列不同波长光源的光学穿透深度(δ)
 
在多路复用配置中使用多个LED和PD可实现多波长测量和监测。每个二极管和检测器可支持不同波长,也可以多路复用的方式(在不同的采样阶段)使用,以监控不同的参数。
 
采用Bluetooth®5的多波长光学HRM和SpO2监控参考设计采用AFE4420单芯片生物传感前端,同时支持四个LED和四路时分多路复用光电探测器输入。它集成了灵活的LED驱动器和光电探测器的完整接收器链。
 
信号采集最多可在16相完成,且每相都可灵活分配LED和PD(参见图2)。它与CC2640R2FSimpleLink™蓝牙低功耗无线微控制器(MCU)通信,后者通过串行外设接口或I2C集成了Arm®Cortex®-M3和2.4-GHz射频(RF)收发器。该设计支持使用联合测试行为组织连接捕获有线数据,并通过Bluetooth 5将其发送捕获无线数据。
 
多波长光学测量,实现传统的SpO2测量无法实现的功能
图2: 多波长光学HRM和SpO2监控参考设计框图
 
该设计的主要特点包括:
 
●     用于计算心率、SpO2和其它相关参数的原始PPG数据。AFE4420在市场上具有独特的集成度、低功耗和尺寸,并提供超低功耗模式的灵活性和集成的先进先出功能,可使MCU保持睡眠模式,以延长电池寿命。
●     使用CC2640R2F实现无线连接。CC264R2F集成Arm Cortex-M3和2.4-GHz RF收发器支持Bluetooth 4.2和5.0配置文件,也可用作主机处理器。内部DC/DC转换器有助于提高整体系统效率并延长电池寿命。内置的低电池检测算法有助于减少可穿戴应用中的外部组件。
●     使用纽扣电池进行低功耗操作。该设计采用单个3-V、500 mA Cr3032纽扣电池,经测试可连续运行100小时;若不间断传送,则电池寿命为30天。
 
该参考设计专为医疗、个人健康护理和健身应用而设计,并附有设计指南、原理图、布局图和物料清单文件,可助您快速评估和加速产品开发。它有助于实时监控和数据记录功能,并支持针对不同配置的优化。
 
 
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。
 
推荐阅读:
 
ADI荣获通用汽车“杰出贡献奖”
既高效,又可靠的Vishay车载充电器解决方案
探索高压输电——第2部分:电压源换流器
DP83822I工业以太网PHY自协商功能与其Strap电阻配置
两相双极步进电机的驱动(2)
特别推荐
技术文章更多>>
技术白皮书下载更多>>
热门搜索

关闭

关闭