Конструкторский комплект для измерения артериального давления с помощью оптического датчика

Такие устройства, как тонометры, электрокардиографы и кислородные датчики, теперь стали частью потребительского рынка, и с распространением этих приложений интерес к мониторингу пациентов растет. Maxim Integrated упрощает выход на этот рынок, предлагая эталонный дизайн прибора для измерения артериального давления без манжеты.

Электромедицинская промышленность делится на три основных направления:дом, больница и диагностика для обработки изображений. Носимое устройство позволяет измерять широкий спектр жизненно важных параметров. В зависимости от общей цели одни ценности важнее других. Положение устройства на теле существенно влияет на то, что можно, а что нельзя измерить.

Рис. 1. MAXREFDES220 #, готовое к использованию решение

Артериальное давление - это сила крови, которая прижимается к стенкам артерий. Когда сердце бьется, оно сжимается и заставляет кровь течь по артериям в остальном теле. Эта сила создает давление на артерии и называется систолическим давлением. Среднее систолическое артериальное давление не превышает 120 мм рт. Ст. Нижнее значение артериального давления известно как диастолическое давление с разумным значением, равным или менее 80 мм рт. Ст.

До сих пор точный мониторинг артериального давления мог быть достигнут только с помощью механических и громоздких медицинских устройств в виде плотно обернутой манжеты. Новое решение Maxim Integrated упрощает отслеживание артериального давления.

Разработчики могут разрабатывать решения для диагностики артериального давления с помощью эталонного дизайна MAXREFDES220 #, состоящего из полностью интегрированного модуля оптического датчика, концентратора датчика микроконтроллера и алгоритма обнаружения. Измерение выполняется путем помещения пальца на устройство на 30-45 секунд для измерения артериального давления в любом месте и в любое время (в состоянии покоя).

Эталонная конструкция включает высокочувствительный оптический датчик MAX30101 или MAX30102, а также концентратор микросхемы датчика MAX32664D со встроенными алгоритмами. Интегрированные оптические модули и алгоритмы в датчике концентратора IC, а также руководство по проектированию оптических систем позволяют клиентам легко интегрировать решение для измерения артериального давления на основе пальца в свои устройства (рис. 1).

MAXREFDES220 # соответствует нормативным ограничениям класса II, обеспечивает следующую точность:

• Систолическая ошибка:медиа =1,7 мм рт. ст., стандартное отклонение =7,4 мм рт. ст.
• Диастолическая ошибка:среда =0,1 мм рт. ст., стандартное отклонение =7,6 мм рт. ст.
• Для справки:нормативные пределы класса II:средняя ошибка ≤ 5 мм рт. ст. и стандартное отклонение ≤ 8 мм рт. ст.

MAX30101 - это интегрированный модуль пульсоксиметрии и мониторинга сердечного ритма с малошумящими оптическими и электронными элементами, облегчающий процесс разработки мобильных и носимых устройств. Связь осуществляется через стандартный интерфейс, совместимый с I2C (рисунок 2).

Рисунок 2:системная диаграмма MAX30101

Пульсоксиметрия использует способность крови поглощать свет на разных длинах волн в зависимости от большей или меньшей концентрации кислорода. Гемоглобин взрослых обычно имеет длину волны около 805 нм; длина волны зависит от уровня оксигенации. При расчете процента насыщенных кислородом эритроцитов используются две другие длины волн:обычно 660 и 940 нм. Для обработки выходных сигналов фотодиодов, которые обнаруживают эти длины волн, требуются микроэлектронные решения с низким током смещения, высоким импедансом и быстрой 16-битной производительностью. Затем процедуры передискретизации, фильтрации и обработки сигналов очищают сигналы низкого уровня от артефактов движения, чтобы можно было измерить частоту импульсов.

MAX32664D - это вариант семейства датчиков и концентраторов MAX32664, специально разработанный для измерения артериального давления, частоты сердечных сокращений и SpO2 пальцами. В сочетании с пульсоксиметрией MAX30101 и модулем пульсометра, а также работает на алгоритме BPT от Maxim, он предоставляет необработанные данные на хост-устройство через свой I2C. Наличие алгоритма в отдельном микроконтроллере сенсорного концентратора значительно упрощает проектирование продукта, поскольку освобождает основной микроконтроллер системы от необходимости делить ресурсы и мощность с алгоритмом, что всегда приводит к серьезной головной боли для инженеров-программистов.

Мир здравоохранения развивается благодаря технологиям. Более точная ориентация на пациента, разумное снижение затрат и возможность следить за людьми даже за пределами больничных учреждений. Частые отзывы о своем здоровье могут побудить людей усерднее работать, чтобы поддерживать здоровые привычки.