簡介

由于這種情況，當局和健康保險公司正在更加重視預防，健康意識和生活方式。一般而言，不僅僅是關于鍛煉更多或更好的營養攝入 - 對監測某些重要的身體參數更感興趣。這就是智能和健康手表業務公司在過去幾年中收入增長的原因。

購買健康手表和測量身體參數并不意味著您的生活更健康。健康生活的訣竅在于，您需要長時間監測某些身體參數，以便更熟悉這些數字并使用它們來適應您的日常生活，從而獲得更好的健康。這個過程可以幫助您更好地了解身體的運作方式以及如何長期降低健康成本。

本文圍繞ADI公司最新的可穿戴VSM平臺編寫，如圖1所示.ADI不是最終產品的制造商。但是，該平臺旨在幫助電子設計人員和系統架構師加速開發過程，同時為專業和醫療市場設計更新，更智能，更準確的可穿戴設備。

< h3>我們測量的內容，方式和位置

可通過可穿戴設備測量各種重要參數。根據總體目標，某些規范比其他規范更重要。可穿戴設備在身體上的位置對可測量的內容和不可測量的內容有很大影響。最明顯的位置是手腕。我們習慣于在手腕上佩戴設備，這就是市場上出售智能手表和腕戴設備等諸多產品的原因。除了測量手腕外，頭部是可穿戴設備的另一個好位置。例如，耳機和耳塞以不同的樣式提供，包含嵌入式傳感器，用于測量心率，氧飽和度和溫度等參數。身體上可穿戴設備的第三個好位置是胸部。第一代心率監測器是圍繞胸帶設計的，這種生物電位測量原理仍然是一種非常精確的技術。今天我們傾向于選擇胸部貼片，因為肩帶穿起來不太舒服。一些制造商參與了智能貼片的設計，以監控重要參數。

根據身體的位置，我們不僅要面對可以測量哪些參數的選擇，還要面對應該使用的技術。對于心率測量，生物電位測量是最古老的技術之一。通過使用兩個或更多個電極，信號很強并且易于從身體取回。對于這種方法，將電路集成在胸帶或耳機中是完美的。然而，在像手腕這樣的單個點測量生物電位信號幾乎是不可能的。您需要測量產生這些電信號的心臟。對于單點測量，光學技術更合適。光被送入組織，并且捕獲并測量由于動脈中的血流而導致的反射。根據該光學接收信號，可以檢索逐搏信息。這項技術聽起來相當直接。然而，有一些挑戰和影響因素可能使設計變得非常困難，例如運動和環境光。

ADI公司的GEN II可穿戴設備參考平臺擁有大部分先前描述的技術。該設備設計用于佩戴在手腕上，但您也可以取下軟帶并將設備連接到身體上，以將其用作智能貼片。該設備包括支持生物電位測量，光學心率測量，生物阻抗測量，運動跟蹤和溫度測量的技術，所有這些都集成在一個微型電池供電設備中。

總體目標

為什么ADI公司設計了像GEN II手表這樣的系統？這樣的系統的目標是能夠以簡單的方式測量身體上的幾個重要參數。該設備可以同時測量參數并將結果存儲在SD卡上，或通過BLE無線連接將其發送到智能設備。由于測量是同時進行的，因此它也有助于找到幾個測量之間的相關性。生物醫學工程師，算法提供者和企業家不斷尋找新技術，應用和用例，以便在早期階段檢測疾病，以盡量減少可能在后期發生的對身體的負面影響或損害。

單次測量不說任何東西

由于嵌入式傳感器，處理能力和無線通信的結合，ADI公司的新型可穿戴系統是一種獨特的設備。

光學系統圍繞ADPD107光學模擬前端構建。它利用綠色LED來測量PPG和心率，同時集成了一個紅外LED，用于接近以檢測設備何時連接到人體。兩個獨立的AD8233模擬前端支持生物電位ECG測量。一個前端與嵌入在設備中的電極接口。裝置背面的一個電極接觸一個肢體，裝置頂部的第二個電極可以被另一個肢體（手）接觸以閉合環。可以啟用第二模擬前端以使用外部電極測量ECG。這允許用戶像智能貼片一樣佩戴設備并將外部電極直接連接到胸部。器件背面的電極具有雙重功能。除ECG測量外，這些還可用于皮膚電活動（EDA）。 EDA或皮膚電反應（GSR）與皮膚的電導率有關，皮膚的電導率可能由于情緒而改變，來自內部或外部刺激。 GEN II手表能夠檢測到這種微小的電導率變化。該電路圍繞這一測量原理，包括發射和接收信號鏈，完全由分立元件構成。它以最小的功耗提供高精度。最后但并非最不重要的是，集成了用于皮膚溫度測量的溫度傳感器和3軸超低功耗MEMS傳感器（ADXL362）。 MEMS傳感器跟蹤運動。這可以用于形式分析，但是也可以在其他測量中補償由于運動引起的偽像。運動始終是一個重要方面，因為心率，SPO2或呼吸率等幾個重要參數都非常依賴于活動，因此必須測量身體的運動。

心率140 bpm是你正在慢跑時很好，但你可能不得不擔心，如果你坐在沙發上是140 bpm。通過組合各種傳感器信號，還可以支持新的應用程序。

集成了超低功耗ADuCM3029，用于收集傳感器數據并運行算法。圖2概述了傳感器板上的集成設備。

壓力和持續血壓

對于心率，需要進行ECG或PPG測量，因此這不需要傳感器輸出的組合，除非我們想要補償來自運動的偽像。需要多次測量的用例包括壓力管理或連續血壓監測。可以通過監測皮膚電導的變化來測量情緒狀態。這只是一個參數，但如果我們要將其與監測其他參數（例如心率和心率變異性（HRV））結合起來，則測量值會增加很多。皮膚溫度也可以作為測量壓力的額外輸入。血壓監測是另一個有趣的用例。這是一個非常重要的參數 - 幸好大多數系統都是基于袖口的，很難集成在可穿戴和連續的系統中。然而，有一些技術可用于測量血壓而無需袖帶。一種技術通過利用脈沖波發射時間（PTT）來實現這一點。可以在R波上的心臟收縮時刻和手指中的脈沖到達時間之間測量動脈PTT信號。該傳輸時間與血壓直接相關。圖3顯示了結合PPG的ECG測量。該手表可用于此測量，因為它可在一個設備中支持ECG和PPG測量。

原型產品

GEN II手表具有許多嵌入在小型可穿戴設備中的高性能傳感器和功能。除電子設計外，還考慮了許多機械方面。這使得該平臺對設計專注于半專業和專業體育市場以及醫療市場的公司和設備制造商非常具有吸引力。可以同時測量多個參數 - 但是，算法需要補充應用程序并支持用例。該設備將為開發人員和設備制造商提供開發過程的快速入門，無需在測試前驗證算法和構建。 GEN II手表數量有限，ADI非常有興趣與設計公司和算法提供商合作開發最先進的系統，可以出售給專業護理人員和健康保險公司。一些功能已經滿足醫療規格，而其他功能仍需要改進 - 但ADI肯定是在正確的軌道上。