基于手腕的可穿戴设备用于准确监测心电

担心潜在的心脏病，病人准备去看医生。但是，患者并没有前往医疗机构等待叫她的名字，而是登录她的家用电脑并登录视频会议应用程序。与此同时，她的医生回顾了她的病史以及她的可穿戴设备在过去几周收集的生命体征，并准备为她提供一些指导。

未来，像这样的虚拟就诊可能会成为常态，可穿戴设备将发挥重要作用。斯克里普斯研究所最近的一项研究发现，可穿戴心电图设备可以帮助检测未确诊的心房颤动。 随机分组的 2，659 名参与者参与了这项研究，其中 1，738 人使用防水心电图监测皮肤贴片 iRhythm Zio 完成了一段时间的主动监测。根据这项研究，与四个月后开始监测的人相比，那些立即开始监测过程的人更有可能得到房颤诊断。在 9 月发布的 Apple Watch Series 4 中，Apple 指出该设备将在其数字表冠中内置电极，用户可以触摸该电极 30 秒以生成心电图读数。该应用程序已被 FDA 批准，尽管该机构指出 ECG 数据仅供参考。这一发展表明手腕是获取心电图读数的有效区域。不断收集健康数据，同时，作为疾病管理和预防保健的一种手段，它正在获得关注。例如，同样在 9 月，Fitbit 宣布了 Fitbit Care，这是一个面向健康计划、雇主和健康系统的互联健康平台。使用公司可穿戴设备收集的数据，Fitbit Care 将为参与者提供适当的健康指导和虚拟护理。

我们中的许多人现在习惯于通过健身手环和智能手表跟踪我们的步数、燃烧的卡路里和心率。然而，与此同时，我们也倾向于想知道这些设备的准确性如何。设备精度因多种因素而异，从设备放置在身体上的位置（例如胸部、手腕或手指）到皮肤光学特性的差异。可穿戴胸带已被证明是精确心电图 （ECG） 监测的有效手段。然而，胸带并不是我们许多人每天佩戴时都会感到舒适的东西。基于手腕的外形尺寸对于连续监测来说更加方便和舒适——但从这种格式中获取准确的心电图数据一直具有挑战性。

要从基于手腕的可穿戴设备生成更准确的心率数据，需要做什么？心电图可以深入了解心肌内产生的电活动。当检测和放大这些不同的生物电势信号时，心率是可以收集的信息之一。干湿电极附着在皮肤上以接收心电图信号；电极中使用的尺寸和材料会影响检测到的信号质量和水平。为了获得可靠的信号，电极必须与身体有良好的连接。干电极为佩戴者提供了更方便的格式；然而，通过这种方法，ECG 通道的模拟电路应该具有非常高的输入阻抗，以最大限度地减少来自干电极的衰减和小信号。

ECG 信号质量也受到佩戴者活动产生的运动伪影的影响。模拟前端的高共模抑制比 （CMRR） 可以最大限度地减少这些运动伪影的影响。与其他可穿戴设备一样，将功耗降至最低以延长电池寿命并保持设备凉爽也很重要。此外，我们不能忽视将收集到的数据转化为可操作信息的算法的质量。

通过个性化医疗实现更健康的世界

在进军可穿戴医疗保健技术的最新尝试中，Maxim 推出了一种解决方案，可以克服腕部设备的准确性挑战。健康传感器平台 2.0 （HSP 2.0），也称为 MAXREFDES101#，是用于连续测量心率、ECG 和体温的可穿戴应用的下一代模块化快速原型设计、评估和开发解决方案。该平台采用手表外壳形式，让您能够灵活地快速创建独特、高精度的应用程序，最多可节省六个月的开发时间。通过将连续收集的光电容积描记术（PPG，一种测量心脏循环期间组织中血液体积变化的过程）、心电图和体温数据相结合，该平台可以使设计人员创建应用程序，揭示各种有意义的健康和福祉见解。由于平台是开放的，您还可以使用它来评估自己的算法。由于它是模块化的，该平台将在 Maxim 将新传感器推向市场时迅速适应它们。

HSP 2.0 提供开箱即用的基本功能，并允许立即开始测量。手表背面的触点和顶部的金属触点测量 ECG 读数的小电压。数据可以存储在平台上用于患者评估或流式传输到 PC 以进行高级数据提取。设备用户拥有收集的数据，他们可以利用测量数据的 .csv 文件进行算法开发或基于云的数据分析。由于用户拥有数据，这可能会为开发新的、基于云的“大数据”和人工智能 （AI） 算法提供机会，这些算法可以执行分析，或许可以聚合匿名数据点以发现健康趋势。该平台支持 Arm® Mbed™，包括：

MAX32630 DARWIN 超低功耗 Arm® Cortex®-M4 微控制器，带有浮点单元 （FPU），适用于可穿戴设备和物联网 （IoT） 应用

MAX32664超低功耗生物识别传感器集线器，具有嵌入式心率算法

MAX20303可穿戴电源管理解决方案，具有电源优化稳压器和内置电池管理功能

MAX30205人体温度传感器，精度为±0.1摄氏度

MAX30001超低功耗、单通道集成生物电势和生物阻抗模拟前端 （AFE） 解决方案，适用于可穿戴应用，提供临床级 ECG 读数

MAX86141用于可穿戴设备的超低功耗光学脉搏血氧仪和心率传感器

HSP 2.0 补充了 Maxim 的MAX-HEALTH-BAND评估和开发平台，该平台将来自传感器的原始数据传输到输出心率、心率变异性、步数、活动分类和健康和健身应用的卡路里消耗。该公司的MAX-ECG-MONITOR，这是一种可穿戴心电图和心脏监护仪评估和开发平台，提供用于临床应用的湿电极贴片和用于健身应用的胸带。

审核编辑：郭婷