便携血压计后的下一个热销产品：脉搏血氧仪[指南]

便携血压计后的下一个热销产品：脉搏血氧仪[指南] 便携血压计后的下一个热销产品:脉搏血氧仪 发布: 2010-4-28 08:44 | 作者: —— | 来源: 国际电子商情 | 查看: 29次 随着越来越多的人开始认识到亚健康问题的严重性和生活水平的提高，家用型便携式医疗电子产品市场正经历高速增长，如便携式血压计。下一波增长热点将是血糖仪和血氧仪，特别是便携式脉搏血氧仪，目前虽还未得到普及，但是最有增长潜力，未来市场增速有望超过40%。 武汉力源血氧脉搏仪参考板。 除心率、血压、呼吸频率和温度外，脉搏血氧(PO)被认为是排在第5位的最关键健康状况指标。血红蛋白(Hb)是血细胞的重要组成部分，它负责将氧气从肺部输送到身体的其它组织。血红蛋白在任一时刻所含的氧气量被称为氧饱和度。氧饱和度以百分比示，它是血红蛋白的含氧量与血红蛋白携氧能力之比。血氧饱和度是反映人体呼吸功能及氧含量是否正常的重要生理参数，它是显示我们人体各组织是否健康的一个重要生理参数。严重缺氧会直接导窒息、休克、死亡等悲剧的发生。在欧美等发达国家，人们对血氧的监测相当重视，血氧仪已经有很高的普及率。 脉搏血氧仪提供了以无创方式测量血氧饱和度或动脉血红蛋白饱和度的方法。脉搏血氧仪还可以检测动脉脉动，因此也可以计算并告知病人的心率。脉搏血氧仪是测量病人动脉血液中氧气含量的一种医疗设备。 血氧仪的应用市场主要可分为以下几个方面:病人在急救和转运过程中、消防抢险、高空飞行必须监测血氧;心脏病、高血压、糖尿病人，特别是老人都会有呼吸方面的问题，监测血氧指标可很好地了解自己的呼吸、免疫系统是否正常，血氧饱和度已成为普通家庭日常监测的重要生理指标;医护人员在查房和出诊是也将血氧作为必监测项目，使用数量有压过听诊器的趋势;呼吸疾病患者特别是长期打鼾的、使用呼吸机和制氧机的患者，在日常生活中使用血氧仪来监测治疗效果;户外动者、登山爱好者、体育运动者在运动时都使用血氧仪，及时知道自己的身体情况，并采取必要的保护措施。 ADI亚太区医疗事业资深业务经理周文胜说:“血氧仪的应用市场将越来越多元化:不只是应用在病房和体检等场合，而且还会更多地以不同形式的高质量和易用产品进入个人家庭使用。我们相信其市场规模的增长将是非常可观的。” 目前，临床主要通过两种方法检测血液中的血氧参数:一是有创血气，即从人体的大血管抽取血样，采用血气分析仪检测。这种方法不仅能得到血液中的血氧含量，还可得到血液中电解质水平等生化信息。二是无创检测动脉血氧饱和度，方法是将血氧仪的传感器夹在指端(或耳垂)。检测原理基于该处动脉血液的搏动，提取经穿透衰减的出射光的交流分量来解算。 清华大学医学院生物医学工程系丁海曙教授认为，血气分析虽然可检测特定大血管中血液的血氧饱和度，在一定程度上间接反映组织的氧合状况，但它是有创手段，无法实时、连续监测;指端脉搏血氧检测虽然无创，但给出的是动脉血氧饱和度，一般无法反映人体局部组织的氧合状况。 目前市场上的血氧仪大多数是指夹式脉搏血氧仪，它的整套提供商主要有以下几家:武汉力源、奥地利微电子、TI、ADI、飞思卡尔。 指夹式脉搏血氧仪是一种用于监视病人血氧饱和度的非侵入式仪器，它依赖于脉搏强度或脉动流来进行测量，因此被监视的区域内必须具有良好的血流，而任何阻滞都可能造成测量误差。脉搏血氧仪还能连带计算出脉搏频率，因此大多数脉搏血氧仪都具有这项功能。典型脉搏血氧仪的测量范围介于70%,100%的饱和度之间，低于70%时读数便不可靠。 脉搏血氧仪的工作原理基于动脉搏动期间光吸收量的变化。分别位于可见红光光谱(660纳米)和红外光谱(940纳米)的两个光源交替照射被测试区(一般为指尖或耳垂)。在这些脉动期间所吸收的光量与血液中的氧含量有关。微处理器计算所吸收的这两种光谱的比率，并将结果与存在存储器里的饱和度数值表进行比较，从而得出血氧饱和度。 典型的血氧仪传感器有一对LED，它们通过病人身体的半透明部位(通常是指尖或耳垂)正对着一个光电二极管。其中一个LED是红光的，波长为660nm;另一个是红外线的，波长是940nm。血氧的百分比是根据测量这两个具有不同吸收率的波长的光通过身体后计算出的。 武汉力源认为，脉搏血氧仪的开发难点在于需要大量的临床数据，再配合昂贵的专业仪器设备，才能优化血氧饱和度算法，达到临床应用的目的。 周文胜则有不同看法，他指出:“血氧仪的关键设计难点来自测量人体的差异(包括体质/年龄/皮肤湿度等)，以及不稳定的测量条件(例如人体的移动)。这就设计者在软件算法和硬件(尤其是精密模拟电路)上采用足够好的方案，实现能够适用于各种情况的性能，例如足够小的低灌注和足够稳定的抗移动干扰能力。” 而要实现足够小的低灌注，首先就要求光电管后面的夸阻放大器具有足够小的噪声。ADI的精密运放在这方面具有明显的优势，选择也很多，例如AD8606的电流噪声仅为0.01pA/?Hz(1KHz), AD8067的电流噪声仅为0.01pA/?Hz(10HKz)。ADI的模拟MCU(集成ADC和DAC等)是高性能的单片解决方案，尤其是其模拟性能超群。例如ADuC7024是ARM7的MCU集成了多通道的12位高精度ADC和DAC，除了精确读取模拟信号，还可以提供精确的PGA和LED驱动电流控制。 脉搏血氧仪的典型组件包括:一个微处理器、存储器(EPROM与RAM)、两个控制LED的数模转换器、对光电二极管接收的信号进行滤波与放大的器件、将接收信号数字化以提供给微处理器的模数转换器。LED与光电二极管放置在与患者指尖或耳垂接触的小型探针中。脉搏血氧仪一般还包括小型液晶显示器。 对一个简单的脉搏血氧仪来说，8位MCU内核完全够用，但如果要求有复杂的滤波、数学计算或数据处理等更多功能，那么16/32位器件可能是更好的选择。理想解决方案将是:一个带有内部程序闪存与RAM(用于存储操作程序、饱和度查找表和捕获的数据)的16/32位MCU、两个用于驱动光源的D/A转换器、一个至少12位分辨率用以量化光电二极管所接收数据的多通道A/D转换器(它还可用于监视电池寿命等其它参数)。如果再有一些板上的可配置胶合逻辑则更好。 目前武汉力源提供的指夹式脉搏血氧仪参考设计方案以ST的STM32系列MCU为核心，充分发挥STM32的高效率、低功耗、低成本等特点，外接指夹式数字血氧探头时，能同时测量人体的血氧饱和度、脉率，数值同屏显示在彩色点阵式OLED显示屏，也可周期保存到外部串行FLASH存储器。 武汉力源信息技术股份有限公司市场部副总经理胡戎表示:“我们方案独特的卖点是提供最优性价比，且提供的设计资料，完全免费、完全开放。” 脉搏血氧仪的两大开发趋势是:更高的测量精度和小型化。为了满足这一市场需求趋 如MEMS和磁耦势，周文胜表示，ADI的产品研发方向也着眼于高集成度ASSP和新技术(隔离等)的开发。 胡戎表示:“目前市面上的脉搏血氧仪的主要不足是:在不同的测量环境下，测量精度的一致性不好，这归根结底还是硬件设计和软件算法的缺陷。”周文胜也强调:“从技术上来说，血氧仪的精度提高将是一个重要的方向。”