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使用 PPG/ECG 组合可穿戴生物传感器模块进行 FDA 认证的心脏测量

2388644 2022-11-25 | pdf | 305.31KB | 次下载 | 免费

资料介绍

消费者要求智能手表、健康手环和其他电池供电的移动设备提供更准确的健身和心脏健康数据。为了满足这些期望，开发人员不得不与复杂且昂贵的多组件解决方案作斗争。这些最终可以提供高精度，但代价是更高的功耗、更大的占地面积和更长的开发时间。需要一个更简单、更优雅的解决方案。消费者要求智能手表、健康手环和其他电池供电的移动设备提供更准确的健身和心脏健康数据。为了满足这些期望，开发人员不得不与复杂且昂贵的多组件解决方案作斗争。这些最终可以提供高精度，但代价是更高的功耗、更大的占地面积和更长的开发时间。需要一个更简单、更优雅的解决方案。本文将介绍一种基于本文将介绍一种基于Maxim IntegratedMaxim Integrated高度集成模块的解决方案路径。首先将简要讨论围绕准确心脏性能监测的困难。然后，它将展示开发人员如何使用该模块在活动期间执行 FDA 认证的心率监测，以及在休息时进行心电图 (ECG) 测量。高度集成模块的解决方案路径。首先将简要讨论围绕准确心脏性能监测的困难。然后，它将展示开发人员如何使用该模块在活动期间执行 FDA 认证的心率监测，以及在休息时进行心电图 (ECG) 测量。心脏性能测量心脏性能测量医疗保健提供者通常依靠 ECG（也称为 EKG）来提供有关心脏健康的最详细数据，而不是侵入性程序。ECG 设备捕获心动周期期间心肌去极化和复极化产生的波形（图 1）。该过程需要在身体周围的关键位置放置 10 个电极。然后将它们组合成 12 对或导线，设计用于与跨心脏组织体积生成的不同波形轴对齐。医疗保健提供者通常依靠 ECG（也称为 EKG）来提供有关心脏健康的最详细数据，而不是侵入性程序。ECG 设备捕获心动周期期间心肌去极化和复极化产生的波形（图 1）。该过程需要在身体周围的关键位置放置 10 个电极。然后将它们组合成 12 对或导线，设计用于与跨心脏组织体积生成的不同波形轴对齐。图 1：虽然心电图（ECG 或 EKG）提供了更多细节，但更简单的光电容积脉搏图 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此处显示的室性早搏 (PVC) 的发生情况。（图片来源：维基百科）图 1：虽然心电图（ECG 或 EKG）提供了更多细节，但更简单的光电容积脉搏图 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此处显示的室性早搏 (PVC) 的发生情况。（图片来源：维基百科）例如，放置在患者腿上的电极可以与另一个电极配对，以提供能够捕获向下穿过心脏组织的心室去极化波形细节的导线。医用级 12 导联 ECG 仪器使用这种方法，结合来自不同电极对的数据来测量沿与心动周期每个阶段相关的最佳轴的波形。例如，放置在患者腿上的电极可以与另一个电极配对，以提供能够捕获向下穿过心脏组织的心室去极化波形细节的导线。医用级 12 导联 ECG 仪器使用这种方法，结合来自不同电极对的数据来测量沿与心动周期每个阶段相关的最佳轴的波形。相比之下，消费者健身设备执行的 ECG 测量通常仅使用一对电极，导致此类设备称为单导联 ECG。尽管单导联 ECG 可能缺乏心脏病专家诊断所需的详细信息，但它们确实提供了足够的心脏性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 导联 ECG 才能准确诊断的可能病症。相比之下，消费者健身设备执行的 ECG 测量通常仅使用一对电极，导致此类设备称为单导联 ECG。尽管单导联 ECG 可能缺乏心脏病专家诊断所需的详细信息，但它们确实提供了足够的心脏性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 导联 ECG 才能准确诊断的可能病症。实际上，在健身设备中使用单导联 ECG 测量可能特别有问题，因为测量很容易被个人的任何明显运动所破坏。任何肌肉运动都会导致来自肌纤维去极化的相应电波形，该电波形穿过传导性组织块。主要肌肉群的运动会产生生物电势，这种生物电势很容易淹没从更深的信号源（如心肌）发出的信号。因此，准确的 ECG 测量要求受试者保持静止，无论是躺在医疗机构中还是在锻炼期间。