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使用 PPG/ECG 組合可穿戴生物傳感器模塊進行 FDA 認證的心臟測量

2388644 2022-11-25 | pdf | 305.31KB | 次下載 | 免費

資料介紹

消費者要求智能手表、健康手環(huán)和其他電池供電的移動設(shè)備提供更準確的健身和心臟健康數(shù)據(jù)。為了滿足這些期望，開發(fā)人員不得不與復(fù)雜且昂貴的多組件解決方案作斗爭。這些最終可以提供高精度，但代價是更高的功耗、更大的占地面積和更長的開發(fā)時間。需要一個更簡單、更優(yōu)雅的解決方案。消費者要求智能手表、健康手環(huán)和其他電池供電的移動設(shè)備提供更準確的健身和心臟健康數(shù)據(jù)。為了滿足這些期望，開發(fā)人員不得不與復(fù)雜且昂貴的多組件解決方案作斗爭。這些最終可以提供高精度，但代價是更高的功耗、更大的占地面積和更長的開發(fā)時間。需要一個更簡單、更優(yōu)雅的解決方案。本文將介紹一種基于本文將介紹一種基于Maxim IntegratedMaxim Integrated高度集成模塊的解決方案路徑。首先將簡要討論圍繞準確心臟性能監(jiān)測的困難。然后，它將展示開發(fā)人員如何使用該模塊在活動期間執(zhí)行 FDA 認證的心率監(jiān)測，以及在休息時進行心電圖 (ECG) 測量。高度集成模塊的解決方案路徑。首先將簡要討論圍繞準確心臟性能監(jiān)測的困難。然后，它將展示開發(fā)人員如何使用該模塊在活動期間執(zhí)行 FDA 認證的心率監(jiān)測，以及在休息時進行心電圖 (ECG) 測量。心臟性能測量心臟性能測量醫(yī)療保健提供者通常依靠 ECG（也稱為 EKG）來提供有關(guān)心臟健康的最詳細數(shù)據(jù)，而不是侵入性程序。ECG 設(shè)備捕獲心動周期期間心肌去極化和復(fù)極化產(chǎn)生的波形（圖 1）。該過程需要在身體周圍的關(guān)鍵位置放置 10 個電極。然后將它們組合成 12 對或?qū)Ь€，設(shè)計用于與跨心臟組織體積生成的不同波形軸對齊。醫(yī)療保健提供者通常依靠 ECG（也稱為 EKG）來提供有關(guān)心臟健康的最詳細數(shù)據(jù)，而不是侵入性程序。ECG 設(shè)備捕獲心動周期期間心肌去極化和復(fù)極化產(chǎn)生的波形（圖 1）。該過程需要在身體周圍的關(guān)鍵位置放置 10 個電極。然后將它們組合成 12 對或?qū)Ь€，設(shè)計用于與跨心臟組織體積生成的不同波形軸對齊。圖 1：雖然心電圖（ECG 或 EKG）提供了更多細節(jié)，但更簡單的光電容積脈搏圖 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此處顯示的室性早搏 (PVC) 的發(fā)生情況。（圖片來源：維基百科）圖 1：雖然心電圖（ECG 或 EKG）提供了更多細節(jié)，但更簡單的光電容積脈搏圖 (PPG) 可以提供有用的信息，例如此處顯示的室性早搏 (PVC) 的發(fā)生情況。（圖片來源：維基百科）例如，放置在患者腿上的電極可以與另一個電極配對，以提供能夠捕獲向下穿過心臟組織的心室去極化波形細節(jié)的導(dǎo)線。醫(yī)用級 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 儀器使用這種方法，結(jié)合來自不同電極對的數(shù)據(jù)來測量沿與心動周期每個階段相關(guān)的最佳軸的波形。例如，放置在患者腿上的電極可以與另一個電極配對，以提供能夠捕獲向下穿過心臟組織的心室去極化波形細節(jié)的導(dǎo)線。醫(yī)用級 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 儀器使用這種方法，結(jié)合來自不同電極對的數(shù)據(jù)來測量沿與心動周期每個階段相關(guān)的最佳軸的波形。相比之下，消費者健身設(shè)備執(zhí)行的 ECG 測量通常僅使用一對電極，導(dǎo)致此類設(shè)備稱為單導(dǎo)聯(lián) ECG。盡管單導(dǎo)聯(lián) ECG 可能缺乏心臟病專家診斷所需的詳細信息，但它們確實提供了足夠的心臟性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 才能準確診斷的可能病癥。相比之下，消費者健身設(shè)備執(zhí)行的 ECG 測量通常僅使用一對電極，導(dǎo)致此類設(shè)備稱為單導(dǎo)聯(lián) ECG。盡管單導(dǎo)聯(lián) ECG 可能缺乏心臟病專家診斷所需的詳細信息，但它們確實提供了足夠的心臟性能信息，以提醒健康提供者注意可能需要使用 12 導(dǎo)聯(lián) ECG 才能準確診斷的可能病癥。實際上，在健身設(shè)備中使用單導(dǎo)聯(lián) ECG 測量可能特別有問題，因為測量很容易被個人的任何明顯運動所破壞。任何肌肉運動都會導(dǎo)致來自肌纖維去極化的相應(yīng)電波形，該電波形穿過傳導(dǎo)性組織塊。主要肌肉群的運動會產(chǎn)生生物電勢，這種生物電勢很容易淹沒從更深的信號源（如心?。┌l(fā)出的信號。因此，準確的 ECG 測量要求受試者保持靜止，無論是躺在醫(yī)療機構(gòu)中還是在鍛煉期間。