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从临床检测走向大众:血氧传感器


  来源: 每日智汇 时间:2020-11-11 编辑:仪器仪表WXF
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今年9月,苹果新一代手表Apple watch 6推出测血氧功能,之后的一两个月里,带有测血氧功能的智能手表扎堆发布,vivo WATCH、华为手表GT2、荣耀手表GS Pro、华米Amazfit GTR 2和GTS 2等旗舰级智能手表几乎都包含这一功能。


血氧测量


从临床检测走向大众


智能手表的测血氧功能,事实上是通过测量人体动脉血氧饱和度来判断是否健康,血氧饱和度具体是指血液中与氧气结合的血红蛋白含量占比,即血液中血氧的浓度。


一般而言,若血氧饱和度在94%以下,就会被视为供氧不足。许多临床疾病都会造成供氧不足的情况,直接影响细胞正常的新陈代谢,严重时更是会威胁生命,因此血氧检测对于临床医学而言十分重要。


追溯血氧测量最原始的方法,需要先采血,再经过血气分析仪进行电化学分析,最终得出血氧饱和度。这一方法步骤繁杂,且无法实现连续检测。


不过随着临床医学的发展,如今普遍采用无创式血氧测量,只要为患者佩戴一个指压式光电传感器,就能实现连续性的血氧检测。


用智能手表测血氧的原理类似于指压式测量,但不同的是,手表发射光源所照射的部分是手腕,并不像手指那样“透明”,可见光与红外光无法穿透,因此更具挑战性。


但智能手表作为使用频率十分高的可穿戴设备,其发展空间的刺激远远大于需要面临的挑战。


光学传感器是智能手表测血氧的核心


“智能手表的血氧监测模块由光学传感器、前段信号采集系统、算法三部分组成。其原理是根据血液中氧合血红蛋白和脱氧合血红蛋白对红光和红外光的吸收率不同的特点,通过光学传感器向皮肤照射红光和红外光,然后得到经皮肤下血管反射后的红光和红外光,最后通过算法计算出血氧。”华米科技一位资深技术人员表示。


苹果官网显示,Apple Watch 6配备的血氧传感器由四组LED光簇和四个光电二极管组成,并集成在水晶玻璃表背之中。


光学传感器是智能手表测血氧的核心


作为测血氧的核心,光学传感器的精度对于测量结果的准确性至关重要。


“智能手表测血氧,是通过测毛细血管得到的信号,信号非常微弱。通常这个信号淹没在上面,反馈的信号可能只有1%左右是有用的。因此,光学、滤波等设计非常重要”艾迈斯半导体现场应用工程师经理李铭豪说。


目前,业界的公司都在采取各种措施提升精度。


不过,从目前智能手表测血氧的实际效果来看,虽说有精度的提升,但距离实现医疗级别的血氧监测,还是有一定的差距。在传出Apple Watch 6测血氧功能不准确的消息时,苹果公司就出来澄清过,该功能仅作为健康参考,不作为医疗诊断标准。


据数据显示,目前还没有一款智能手表上的测血氧功能通过NMPA或FDA认证,即达到医疗诊断水平。


更多的可穿戴设备


基于光学传感器的血氧监测,可以观察到其他智能传感在可穿戴设备上的发展,准确性越高、体积越小、功耗越低,可适用的场景就越多。


谈及血氧传感器未来的发展,华米科技认为,未来的血氧监测将是更准确、更无感、以及运动连续血氧监测和更多的健康服务。


华米科技表示,增加一个测血氧功能,硬件成本增加不大,血氧的研发投入主要在于光学模组设计、算法设计以及测试,由于这些设计具有通用性,批量出货后,成本增加就不明显了。这也意味着,血氧传感器未来的发展,受成本影响较小。


因此,短期来看,血氧传感器的下一步发展将是在智能手表上精度的提升,但距离进入更多的可穿戴设备,也并不遥远。

关键词:临床检测 大众消费 血氧传感器    浏览量:410

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