隨著光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，心率測量、光電容積脈搏波圖 (PPG) 和心電圖 (ECG)等生命體征監(jiān)測功能在智能可穿戴設(shè)備中開始普及，個人用戶或健康專業(yè)人士得以更便捷地獲取個體生命體征的數(shù)據(jù)，及時、準(zhǔn)確監(jiān)測身體健康狀態(tài)或評估疾病發(fā)作可能。

　　作為一站式光學(xué)傳感解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商，艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗持續(xù)以更高效的光源、低噪聲模擬光學(xué)前端、定制化軟件和算法等，實(shí)現(xiàn)更高精確度的生命體征監(jiān)測方案，并憑借在移動設(shè)備光學(xué)傳感技術(shù)方面的專業(yè)知識，為 OEM 提供電子、機(jī)械及光學(xué)設(shè)計(jì)指南，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)成功的應(yīng)用。

　　持續(xù)進(jìn)化的健康監(jiān)測之“光”

　　光學(xué)解決方案已被廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中進(jìn)行健康監(jiān)測。其原理是通過光源(當(dāng)前以LED為主)發(fā)光照射皮膚、組織直至血管，由于各部位對光的吸收不同，接收并測量反射光的變化，即可結(jié)合相應(yīng)的算法來評估人體健康狀況。

　　光被血液中的血紅蛋白吸收，根據(jù)吸收率，傳感器可以算出脈搏數(shù)和氧飽和度。綠光主要用于測量脈搏，因?yàn)樗�最容易被紅細(xì)胞吸收。紅外光用于易于測量脈搏的地方，比如耳垂，同時也能與紅光一起測量氧飽和度。

　　得益于LED技術(shù)的快速發(fā)展，如兩年前歐司朗通過用于生物監(jiān)測的BIOFY®產(chǎn)品系列，突破性地實(shí)現(xiàn)了40%的綠光效率提升，再加上組件小型化和熱穩(wěn)定性方面的進(jìn)展，可穿戴設(shè)備已可以實(shí)現(xiàn)較高精度的生命體征監(jiān)測，在日常生活中幫助用戶持續(xù)采集數(shù)據(jù)，并在異常時發(fā)出警報(bào)。

　　基于艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗引領(lǐng)行業(yè)的高光效、高封裝尺寸比的光學(xué)器件(部分舉例如下)，工程師們可以擁有最大的設(shè)計(jì)靈活性，輕松實(shí)現(xiàn)如BIOFY®系列般具有光學(xué)挑戰(zhàn)性的生命體征監(jiān)測應(yīng)用。

　　Multi CHIPLED®,

　　SFH 7016:

　　多光譜(綠/紅/紅外)發(fā)射器。

　　FIREFLY®,

　　CT DBLP31.12：

　　高發(fā)光強(qiáng)度、低功耗LED發(fā)射器

　　CHIPLED®,

　　SFH 2703:

　　小尺寸、高靈敏度光電二極管

　　技術(shù)精進(jìn)，永無止境。為提高日常生命體征監(jiān)測設(shè)備的可靠性和測量精度，艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗正探索將VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)用作更高級的光源，因?yàn)閂CSEL不僅能提高能源效率，而且由于輻射性能更佳，波長分布更窄，測量精確度將會更高。

　　高效、精確”感知“生命質(zhì)量

　　除了種類繁多的創(chuàng)新型高效LED，長期深耕于傳感與光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗還提供更小巧、更集成、可感測多個參數(shù)并提供更精確測量的傳感解決方案，可監(jiān)測常見的心率、脈搏，以及正在興起的血氧飽和度(SpO2)等多個生命體征。

　　2020年來，COVID-19全球大流行讓血氧監(jiān)測需求變得更為迫切。血氧飽和度是指人體血液中的含氧量，正常為95%以上。血氧飽和度降低初期只是出現(xiàn)犯困、精力不足、記憶力下降等癥狀，持續(xù)低血氧狀態(tài)則會導(dǎo)致機(jī)體供氧不足，損害人體健康。低血氧也是一些COVID-19高危患者出現(xiàn)呼吸困難之前的早期癥狀——持續(xù)監(jiān)測血氧并及時發(fā)出警示，可以幫助用戶或醫(yī)務(wù)人員快速響應(yīng)，為生命健康提供保障。

　　艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗針對性開發(fā)了極具競爭力的血氧飽和度監(jiān)測方案，如歐司朗集成血氧監(jiān)測的多生命體征傳感器BIOFY®系列SFH 7072，以及艾邁斯半導(dǎo)體超薄血氧測量專用傳感器AS7038RB。

　　SFH 7072采用較大的芯片和白色外殼，內(nèi)部發(fā)射器的每顆芯片所產(chǎn)生的亮度幾乎是之前版本的四倍;包含兩個綠光發(fā)射器和一個帶紅外過濾器的光電二極管，還配備一個紅光發(fā)射器、一個紅外發(fā)射器以及一個寬帶光電二極管。這三個新增元件之間的距離更大，因此可反射更多的光到檢測器上。通過提升紅外光和紅光測量的信號質(zhì)量，可簡化血氧飽和度的計(jì)算。

　　歐司朗

　　BIOFY®系列

　　SFH 7072:

　　高靈敏度心率、脈搏和血氧監(jiān)測傳感器

　　艾邁斯半導(dǎo)體

　　AS7038RB:

　　超薄血氧飽和度測量專用傳感器

　　* AS7038RB將光電二極管、濾光片和信號處理功能集成于超薄封裝中，厚度僅0.65mm;

　　* 出色的光學(xué)性能支持醫(yī)療級患者監(jiān)測貼片和血氧測量器應(yīng)用，助力醫(yī)療團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測;

　　* 傳感器內(nèi)置用于同時進(jìn)行ECG測量的電路;

　　* 可用于協(xié)助進(jìn)行COVID-19(SARS-CoV-2)早期癥狀診斷。

　　在生命體征監(jiān)測應(yīng)用上，艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗廣泛的創(chuàng)新技術(shù)現(xiàn)已可支持：

　　醫(yī)學(xué)參數(shù)的無創(chuàng)傷性測量：脈搏率、心電圖(ECG)、血氧;

　　由ECG和脈搏率得到的其它生命體征參數(shù)：血壓、動脈彈性和迷走神經(jīng)張力;

　　作為預(yù)防醫(yī)學(xué)計(jì)劃一部分的健康狀況持續(xù)監(jiān)測;

　　基于光學(xué)模塊和支持算法的小型、高度集成、低成本的醫(yī)療級解決方案的開發(fā)。

　　面向未來的光學(xué)“創(chuàng)想曲”

　　面向未來，艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗正在攜手更多醫(yī)療健康生態(tài)圈合作伙伴，共同致力于無創(chuàng)血糖測量、對抗心房顫動等解決方案的開發(fā)。而在普通人眼里近乎”異想天開“的腦電波監(jiān)測應(yīng)用，離日常生活也有望越來越近了。

　　無創(chuàng)血糖測量

　　研究人員在無創(chuàng)血糖測量領(lǐng)域也進(jìn)行了深入的研究。

　　目前糖尿病患者必須通過穿刺或植入物以測量血糖，這種不夠便捷、增加感染風(fēng)險(xiǎn)且可能因機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動等痛點(diǎn)，使得市場對無創(chuàng)血糖監(jiān)測的呼聲綿延不絕。隨著紅外光譜、光熱檢測技術(shù)等的進(jìn)步，有望盡快實(shí)現(xiàn)持續(xù)且無痛的血糖測量。

　　可以想見，一個持續(xù)監(jiān)測血糖值是否過高或過低的手環(huán)，將極大地簡化全球4 億多糖尿病患者的生活。

　　對抗心房顫動

　　未來，改進(jìn)的光學(xué)解決方案可以在心房顫動(心室纖維性顫動——能導(dǎo)致心跳停止的心臟短路)威脅生命時對心律失常患者發(fā)出警告。

　　例如，加利福尼亞的一家初創(chuàng)公司目前正在開發(fā)一種腕帶產(chǎn)品，通過使用BIOFY®傳感器對脈搏進(jìn)行永久監(jiān)測。其目的是及早發(fā)現(xiàn)心律失常，從而預(yù)防房顫甚至心臟病發(fā)作。

　　腦電波監(jiān)測

　　使用思想來控制設(shè)備是光學(xué)傳感器的未來應(yīng)用。

　　艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗光學(xué)傳感器市場工程師Christoph Göltner博士對其可行性十分感興趣：“我自己也測試過，很驚訝它竟然如此有效。只要集中注意力，我就能在屏幕上將球從右向左移動。”到目前為止，連接到頭部的電極已被用于測量腦電波 (EEG)。光學(xué)測量方法更為精確，且不容易受到干擾。

　　“這不是噱頭，”Göltner解釋道，“數(shù)百名科學(xué)家和工程師已著手開發(fā)測量腦電波的傳感器。其主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹侨藱C(jī)交互，但在遙遠(yuǎn)的未來，人們能夠以這種方式刺激癱瘓患者的神經(jīng)。”

　　盡管距離這樣的應(yīng)用出現(xiàn)還需要很多年，但已有證據(jù)表明光學(xué)技術(shù)確實(shí)有效。這就是為什么Göltner可以堅(jiān)定地說：“從全球范圍看，光學(xué)邁向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的成功之路才剛剛開始。”

　　艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗提供廣泛的技術(shù)支持新一代生命體征傳感器解決方案的開發(fā);高效光學(xué)模塊也可以輕松集成到旨在用于消費(fèi)型或醫(yī)療型設(shè)備的系統(tǒng)中，讓醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療急救站點(diǎn)或是家中都能更便捷、精確地進(jìn)行生命體征監(jiān)測，時時守護(hù)生命健康!