智能可穿戴医疗保健设备 您必须考虑的设计要素与挑战

　　智能可穿戴医疗保健设备及典型架构

　　可穿戴医疗保健设备可定义为能够自动、智能、无创地执行特定医疗监控、支持目的的设备。“可穿戴”一词说明该设备要么直接佩戴于人体上，要么是一件类似于衣服的物品，并且具有适当的设计，支持其用作可穿戴配件。广义上讲，这要求该设备具有极小的尺寸和重量，功能自主，自备电源，易于使用，而且穿戴舒适。

　　智能可穿戴医疗保健设备有多种类型，如腕带、手表、眼镜和其他可穿戴类型。执行的功能有计步器、心率监测、运动记录、生物电位测量、生物阻抗测量、血氧测量等等。

　　智能可穿戴医疗保健设备是传统医疗设备的延伸。通常的医院用医疗设备体型巨大、结构复杂且功耗很高，旨在用于高精度临床应用。随着传感器和半导体技术的发展，器件尺寸和功耗比原来小得多，使得可穿戴设备变为现实。医院临床使用的许多技术已从医院走向家庭，或者变为各种可穿戴设备。智能可穿戴医疗保健设备通常是无创式生命体征监护设备，易于使用和穿戴。为了提升用户体验，重量越轻、功耗越低越好。另外还要提供与其他消费电子设备的连接能力。

　　设计考虑和主要挑战

　　尺寸非常重要。大部分可穿戴设备都很轻，而且尺寸越来越小

　　更小的封装

　　采用先进封装技术以提高集成度

　　外部元件越少越好

　　超低功耗

　　功耗对于用户体验至关重要，越低越好

　　由于系统尺寸原因，电池大小有限

　　低静态电流芯片有利于实现低功耗，延长待机时间

　　可穿戴设备通常需要低功耗MCU

　　可穿戴设备需要低功耗连接技术

　　易于使用

　　防止误操作的设计

　　高度可靠、高灵敏度的传感器设计

　　适应各种环境

　　良好的机械设计，防止设备受损

　　有时候设备需要防水

　　多传感器融合

　　选择具有良好生物兼容性的传感器材料

　　低功耗下具有高灵敏度

　　需要低功耗蓝牙、WIFI连接以访问其他智能设备

　　数据同步和应用程序自动升级

　　人体工程学设计

　　高可靠性

　　传感器技术

　　连接技术

　　ADI的整体解决方案

　　ADI提供大量的高集成度AFE、运动传感器、低功耗MCU和电源管理解决方案，使可穿戴设备的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外，ADI还提供评估板、仿真工具和应用专业技术，为客户的设计和开发工作提供支持。

　　主信号链

　　图1.系统框图

　　注：上述信号链代表智能可穿戴医疗保健设备系统。在具体设计中，模块的技术要求可能不同，但下表列出的产品代表了满足部分要求的ADI解决方案。

　　微处理器 ADuCM350/ADuCM360

　　ECGAFE AD8232/ADAS1000

　　光学AFE ADPD142

　　运动传感器 ADXL345/ADXL362

　　电容传感器 AD7147

　　模数转换器 AD7091R/AD7124-4/AD7915

　　无线 ADF7020/ADF7024/ADF7241

　　音频 SSM2518

　　图2.电源解决方案

　　电池充电器 ADP5090/ADP5061

　　LDO ADP160/ADP165

　　DC-to-DC降压 ADP5301/ADP2102

　　DC-to-DC升压 ADP1607/ADP1612

　　DC-to-DC降压/升压 ADP2503/ADP2504