광학 센서로 혈압을 측정하는 디자인 키트

혈압계, 심전도 및 산소 센서와 같은 장치는 이제 소비자 시장의 일부가 되었으며 이러한 응용 프로그램의 주류화로 환자 모니터링에 대한 관심이 증가하고 있습니다. Maxim Integrated는 커프리스 혈압계를 위한 참조 설계를 통해 이 시장에 더욱 쉽게 진출할 수 있도록 하고 있습니다.

전자 의료 산업은 가정, 병원 및 영상 처리 진단의 세 가지 기본 영역으로 구분됩니다. 웨어러블 장치를 사용하면 다양한 필수 매개변수를 측정할 수 있습니다. 일반적인 목표에 따라 일부 값은 다른 값보다 더 중요합니다. 신체에서 기기의 위치는 측정할 수 있는 것과 측정할 수 없는 것에 상당한 영향을 미칩니다.

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그림 1:MAXREFDES220#, 바로 사용할 수 있는 솔루션

혈압은 동맥 벽을 밀어내는 혈액의 힘입니다. 심장이 뛰면 수축하여 신체의 나머지 부분에 있는 동맥을 통해 혈액이 흐르게 합니다. 이 힘은 동맥에 압력을 가하며 수축기 혈압으로 알려져 있습니다. 평균 수축기 혈압은 수은 120mm 이하입니다. 동맥압의 더 낮은 값은 80mm의 수은보다 작거나 같은 합리적인 값을 가진 확장기 혈압으로 알려져 있습니다.

지금까지 동맥압의 정확한 모니터링은 단단히 감싼 커프 형태의 기계적이고 부피가 큰 의료 기기로만 달성할 수 있었습니다. 새로운 Maxim Integrated 솔루션은 혈압을 더 쉽게 추적할 수 있는 가능성을 제공합니다.

설계자는 완전한 통합 광학 센서 모듈, 마이크로컨트롤러 센서 허브 및 감지 알고리즘으로 구성된 MAXREFDES220# 참조 설계를 사용하여 혈압 진단 솔루션을 개발할 수 있습니다. 측정은 손가락을 기기에 30~45초간 대고 언제 어디서나(휴식 중) 혈압을 측정합니다.

참조 설계에는 MAX30101 또는 MAX30102 고감도 광 센서와 알고리즘이 통합된 MAX32664D 센서 IC 허브가 포함됩니다. IC 허브 센서의 통합 광학 모듈 및 알고리즘과 광학 시스템 설계 가이드를 통해 고객은 손가락 기반 혈압 솔루션을 장치에 쉽게 통합할 수 있습니다(그림 1).

MAXREFDES220#은 클래스 II 규제 제한을 충족하여 다음 정확도를 제공합니다.

MAX30101은 모바일 및 웨어러블 장치의 설계 프로세스를 용이하게 하는 저잡음 광학 및 전자 소자가 포함된 통합 펄스 산소 측정기 및 심박수 모니터링 모듈입니다. 통신은 I2C와 호환되는 표준 인터페이스를 통해 이루어집니다(그림 2).

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그림 2:MAX30101의 시스템 다이어그램

맥박 산소 측정기는 산소 농도가 높거나 낮음에 따라 다른 파장의 빛을 흡수하는 혈액의 능력을 이용합니다. 성체 헤모글로빈은 일반적으로 805nm 근처의 파장을 가지고 있습니다. 파장은 산소 수준에 따라 다릅니다. 산소화된 적혈구의 백분율을 계산할 때 두 가지 다른 파장이 사용됩니다. 일반적으로 660 및 940 nm입니다. 이러한 파장을 감지하는 포토다이오드의 출력을 처리하려면 낮은 바이어스 전류, 높은 임피던스 및 빠른 16비트 성능을 갖춘 마이크로전자 솔루션이 필요합니다. 그런 다음 오버샘플링, 필터링 및 신호 처리 절차를 통해 모션 아티팩트에서 낮은 수준의 신호를 정리하여 펄스 주파수 측정을 허용합니다.

MAX32664D는 MAX32664 센서 및 허브 제품군의 변형 제품으로, 혈압, 심박수 및 SpO2의 손가락 기반 측정을 위해 특별히 설계되었습니다. MAX30101 맥박 산소 측정기 및 심박수 모니터 모듈과 함께 Maxim의 BPT 알고리즘으로 구동되며 I2C를 통해 호스트 장치에 원시 데이터를 제공합니다. 독립형 센서 허브 마이크로에서 알고리즘을 사용할 수 있으므로 기본 시스템 마이크로컨트롤러가 알고리즘과 리소스 및 마력을 공유하지 않아도 되므로 제품 설계가 크게 간소화됩니다. 이는 항상 소프트웨어 엔지니어에게 상당한 골칫거리로 이어집니다.

의료의 세계는 기술 덕분에 진화하고 있습니다. 보다 우수한 환자 지향성, 지능적으로 비용 절감, 병원 시설 밖에서도 사람들을 추적할 수 있는 가능성. 건강에 대한 피드백을 자주 받는 것은 사람들이 건강한 습관을 유지하기 위해 더 열심히 일하도록 격려할 수 있습니다.