對于許多設計人員來說，為基于手腕的可穿戴設備開發(fā)良好的光學心率監(jiān)測解決方案可能是一個挑戰(zhàn)。畢竟，這是一項復雜的工作，需要光學和機械專業(yè)知識、低功耗電氣設計和算法功能。許多公司都有關于優(yōu)秀新產(chǎn)品的想法，但并非所有公司都擁有實現(xiàn)他們的想法所需的所有資源。與此同時，鑒于消費者對舒適便捷的方式來密切關注關鍵生命體征的需求越來越大，因此有市場機會等待抓住。

我們現(xiàn)在在市場上看到心率監(jiān)測功能的形式因素，如胸帶、入耳式儀器、基于手腕的可穿戴設備、戒指，甚至衣服。胸帶通常使用電脈沖來讀取心率，而其他一些選項則依賴于光學技術。電氣技術往往是兩種方法中更精確的，但光學技術正變得越來越精確。

光學傳感器利用光來支持稱為光電容積脈搏波（PPG）的過程，其中光詢問組織的一部分。當光穿過物質(zhì)時，它以某種方式被反射、散射、吸收、散射或改變。在心血管系統(tǒng)中，當心血管脈搏波從心臟移動并在體內(nèi)傳播時，這種活動會導致皮下組織中的動脈和小動脈周期性擴張。光學心率監(jiān)測系統(tǒng)使用PPG對心動周期中組織中血液的體積變化進行光學測量。通過組織接收到的光與血容量變化相對應。然而，檢測到的PPG信號的質(zhì)量受到皮膚光學特性的影響。

將光學技術集成到入耳式運動耳機和智能手表等產(chǎn)品中，可以帶來許多消費者所尋求的舒適性和便利性。鑒于那里的創(chuàng)造性思維，想象未來可能出現(xiàn)的醫(yī)療保健可穿戴設備的外形類型是令人興奮的。

當然，對設計的一大影響是，從身體的某些部位獲得準確的心率讀數(shù)比其他部位更具挑戰(zhàn)性。入耳式光學測量往往更精確，因為耳朵有血液灌注。另一方面，手腕的灌注相對較低，并且容易發(fā)生高運動，尤其是在活動期間，在處理和計算讀數(shù)時會產(chǎn)生更多的噪音。這就是為什么在開發(fā)心率監(jiān)測應用時，運動補償是一個重要的考慮因素。信噪比 （SNR）、環(huán)境光消除和終端設備的總體功耗也很重要。

將您的想法快速轉(zhuǎn)化為市場就緒的產(chǎn)品

為了簡化監(jiān)測生命體征的可穿戴設備的設計流程，Maxim推出了兩款用于健康和健身應用的新型可穿戴平臺。MAX-HEALTH-BAND 是一個評估和開發(fā)平臺，它使用光學技術來監(jiān)測心率，并使用加速度計來測量活動。該平臺的一個重要好處是，它提供了來自傳感器測量的原始數(shù)據(jù)，這是目前可用的可穿戴產(chǎn)品無法提供的。MAX-HEALTH-BAND 從傳感器流式傳輸原始數(shù)據(jù)或處理原始數(shù)據(jù)以輸出心率、心率變異性、步數(shù)、活動分類和卡路里消耗。該平臺可用于白盒許可證，可以節(jié)省長達六個月的時間，用于開發(fā)高精度、小型和節(jié)能的可穿戴健康和健身應用。MAX-HEALTH-BAND 基于小型、高能效 IC，包括：

MAX86140為超低功耗光學脈搏血氧儀/心率傳感器，具有三個可編程大電流LED驅(qū)動器，可配置為驅(qū)動多達19個LED。在接收器側，該器件具有單個光學讀出通道。它還提供低噪聲信號調(diào)理模擬前端（AFE），包括<>位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、環(huán)境光消除電路和糾察柵欄檢測和替換算法。糾察圍欄算法在各種照明條件下為設備用戶提供一致的精度水平。例如，當一個穿著健身追蹤器的慢跑者用分布式光穿過綠樹成蔭的公園時，算法會檢測并抵消環(huán)境光的變化，以消除陰影和強光之間的切換可能對心率檢測產(chǎn)生的任何影響。

MAX20303可穿戴電源管理IC （PMIC），具有偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量（ERM）/線性諧振執(zhí)行器（LRA）觸覺驅(qū)動器，具有自動諧振跟蹤功能、微靜態(tài)電流升壓和降壓穩(wěn)壓器、線性鋰離子電池充電器、微靜態(tài)電流低壓差（LDO）穩(wěn)壓器和可選的電量計

Maxim的運動補償算法，基于PPG信號提取有用數(shù)據(jù)

MAX-ECG-MONITOR 是一個用于監(jiān)測臨床級心電圖和心率的評估和開發(fā)平臺，提供用于臨床應用的濕電極貼片和用于健身應用的胸帶。該平臺采用MAX30003超低功耗、臨床級、集成生物電位模擬前端（AFE），提供ECG波形和心率檢測。與目前可用的單點測量工具不同，MAX-ECG-MONITOR提供可用于趨勢或預測型應用的連續(xù)測量。使用該平臺，您可以運行自己的基于健身或醫(yī)療心電圖的應用程序和算法。作為 Movesense 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，該平臺運行一個開放的 API，因此您可以為不同的基于 ECG 的用例創(chuàng)建獨特的設備內(nèi)應用程序（電池續(xù)航時間長），這些用例在靜止或高速運動期間顯示心率信號。其內(nèi)置心率檢測功能包括中斷功能，無需在微控制器上運行心率算法，從而在高速運動環(huán)境中以極低的功耗實現(xiàn)強大的 R-R 檢測。為了延長電池壽命，該平臺在 85.1V 電源電壓下工作在 1μW，并具有可配置的中斷功能，允許微控制器僅在每次心跳時喚醒，從而降低整體系統(tǒng)功耗。

實現(xiàn)更健康的世界

可穿戴健康和健身應用有可能以前所未有的方式增強幸福感。通過讓設備用戶和醫(yī)療保健專業(yè)人員訪問有見地的數(shù)據(jù)，這些技術可以幫助我們更加積極主動，采取預防措施，并對危險信號做出更迅速的反應。MAX-HEALTH-BAND和MAX-ECG-MONITOR等平臺只是Maxim為打造更健康世界所做的整體努力的一部分。

審核編輯：郭婷