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构建真正的无线健身耳戴设备 - 第 1 部分：心率和 SpO2 测量
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2022-11-25
王艳
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编者按：虽然健身耳戴式设备潜力巨大，但在三个关键领域提出了重大的设计挑战：生物测量、音频处理和无线充电。这个由三篇文章组成的系列文章逐一探讨了这些挑战，并向开发人员展示了他们如何利用超低功耗设备更有效地创建健身耳戴式设备。在这里，第 1 部分介绍了生物测量。编者按：虽然健身耳戴式设备潜力巨大，但在三个关键领域提出了重大的设计挑战：生物测量、音频处理和无线充电。这个由三篇文章组成的系列文章逐一探讨了这些挑战，并向开发人员展示了他们如何利用超低功耗设备更有效地创建健身耳戴式设备。在这里，第 1 部分介绍了生物测量。第 2 部分第 2 部分 将着眼于音频处理。 将着眼于音频处理。第 3 部分第 3 部分 将讨论适用于健身耳戴式设计的无线充电和电源管理解决方案。 将讨论适用于健身耳戴式设计的无线充电和电源管理解决方案。入耳式智能无线音频耳塞，也称为真正的无线耳戴式设备，已成为流行的音频播放设备，尤其是在健身活动期间，电线可能会干扰运动或设备。通过在这些设计中添加心率 (HR) 和血氧饱和度测量，开发人员可以创建可提供音频播放和健康数据的“健身耳戴式设备”。入耳式智能无线音频耳塞，也称为真正的无线耳戴式设备，已成为流行的音频播放设备，尤其是在健身活动期间，电线可能会干扰运动或设备。通过在这些设计中添加心率 (HR) 和血氧饱和度测量，开发人员可以创建可提供音频播放和健康数据的“健身耳戴式设备”。虽然添加生物测量具有巨大的潜力，但用于此应用的产品的尺寸和功率限制提出了巨大的设计挑战。虽然添加生物测量具有巨大的潜力，但用于此应用的产品的尺寸和功率限制提出了巨大的设计挑战。本文先讨论健康测量，然后介绍并展示如何应用本文先讨论健康测量，然后介绍并展示如何应用Maxim IntegratedMaxim Integrated的生物传感器，该传感器通过电池供电的入耳式设备提供心率和氧饱和度测量。的生物传感器，该传感器通过电池供电的入耳式设备提供心率和氧饱和度测量。健康测量健康测量除了作为患者生命体征的临床作用外，心率已成为健身爱好者和竞技运动员等人的重要表现指标。HR 的变化反映了潜在的生理健康和调节，并且可以使用光电体积描记法 (PPG) 简单有效地对这些变化进行无创测量。PPG 测量特定频率下光的传输或反射的变化，通常约为 520 纳米 (nm)（绿色），这是由于心脏泵血通过组织时组织血容量的变化引起的。除了作为患者生命体征的临床作用外，心率已成为健身爱好者和竞技运动员等人的重要表现指标。HR 的变化反映了潜在的生理健康和调节，并且可以使用光电体积描记法 (PPG) 简单有效地对这些变化进行无创测量。PPG 测量特定频率下光的传输或反射的变化，通常约为 520 纳米 (nm)（绿色），这是由于心脏泵血通过组织时组织血容量的变化引起的。除了提供有关心率的基本数据外，这种相对简单的技术甚至可以比血压测量或心电图（ECG 或 EKG）更简单地揭示临床关注的情况，例如室性早搏 (PVC) 事件（图 1）。
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