遥感促进更健康的生活

数十亿个传感器监控着世界各地医院和诊所的患者。甚至在 COVID-19 大流行爆发之前，医疗保健在一定程度上已经超出了医疗设施，延伸到了家庭和工作场所。在臭名昭著的 2020 年春天，向更远程监控、护理和治疗的缓慢转变迅速加速。

从设计和开发的角度来看，为急救人员、老年人和健身开发应用程序的公司面临着同样的挑战和要求。用于收集健康或健身数据的主要产品组之一是智能手表或健身腕带。Apple Watch 配备内置心率传感器，该传感器使用红外线和可见光 LED 和光电二极管。它还使用位置和加速度传感器来检测运动。其他制造商采用类似的技术。以下是专为医疗保健监控设计的各种传感器解决方案。

开发可穿戴健康监测器

由于当今消费者的期望包括附加功能、更长的电池寿命和更小的尺寸，为智能手表和其他可穿戴设备设计电源电路可能是一项挑战。

Toshiba的SmartWatch Solution提供了一个基于 Toshiba 分立元件的参考设计，选择这些元件是为了在更小的封装中获得更高的性能（图 1）。东芝提供广泛的元件组合，例如微型 MOSFET、二极管和晶体管，以及功能丰富的集成电路，例如低压差稳压器 (LDO) 稳压器、负载开关和智能eFuse IC，所有这些都旨在增加可用电路板空间，减少无源电流消耗，并确保较长的电池寿命。

图 1：东芝智能手表解决方案的方框图，这是一种基于东芝分立元件的参考设计，选择它是为了在更小的封装中获得更高的性能。（来源：贸泽电子）

它不一定是功能齐全的智能手表。无论最终设计应该是什么样子，传感器融合都是可穿戴健康监测器的关键。一个好的开发起点是MikroE 传感器 Click 板，例如用于开发心电图 (ECG) 和心率应用的ECG 6 Click （图 2）。click 配备Maxim Integrated MAX86150反射式心率监测器和医用级脉搏血氧仪。该板包含一个集成的 ECG、脉搏血氧仪、心率监测传感器模块。ECG 6 Click 适用于健身辅助设备、可穿戴设备、智能手机和平板电脑。

图 2：MikroE ECG Click 板用于开发心电图和心率应用。（贸泽电子）

Maxim Integrated 的生物传感器模块 MAX86150 在单个集成封装中提供光电体积描记图 (PPG) 和 ECG 测量。它结合了内部 LED、光电探测器和 ECG 模拟前端 (AFE)，以紧凑、节能的设计提供经 FDA 认证的 PPG 和 ECG 性能。ECG 功能针对干电极操作进行了优化。

两种不同的功能——脉搏血氧仪和心率监测——集成在MAX30102传感器上。该器件包括内部 LED、光电探测器、光学元件和具有环境光抑制功能的低噪声电子设备。

该传感器可以使用 MAX30102 评估套件进行评估，它是主板 USBOSMB 和子板 MAX30102DBEVKIT 的组合，其中包括 MAX30102 和加速度计（图 3）。该评估套件由USB电源供电，为传感器产生+1.8V，为MAX30102的内部LED产生+4.5V，为加速度计产生+3.3V。

图 3：MAX30102 评估套件由 USB 电源供电，为传感器产生 +1.8V，为 MAX30102 的内部 LED 产生 +4.5V，为加速度计产生 +3.3V。（贸泽电子）

云中的医疗数据？

收集数据只是第一步。要使用它们，需要由人类医生或人工智能进行传输和解释。与许多其他应用程序一样，基于云的解决方案可能是可行的方法。在医疗保健领域采用云计算有优势，但也存在相当大的障碍。云采用的最大挫折是与之相关的可能安全风险。患者数据本质上是敏感的，需要保护云托管的医疗保健数据。数据加密、使用安全密钥进行访问以及使用区块链保护数据是医疗机构确保敏感患者数据安全的方式。

医疗保健数据和相关应用程序必须遵守多项数据监管法律，例如 HIPAA、HITECH 和 GDPR。医疗保健提供商必须确保遵守云托管数据，这不是一件容易的事。