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[導讀]2020年突然爆發的新冠疫情給全人類帶來的影響可以稱之為是一場災難,對於整體的醫療系統也帶來了前所未有的挑戰。面對如此大規模的傳播性疾病,我們不僅僅需要的是醫院、檢疫機構等加強設備監測和檢查能力,對於個人的可穿戴醫療設備的檢測和監測能力也有了一些新的期望。

2020年突然爆發的新冠疫情給全人類帶來的影響可以稱之為是一場災難,對於整體的醫療系統也帶來了前所未有的挑戰。面對如此大規模的傳播性疾病,我們不僅僅需要的是醫院、檢疫機構等加強設備監測和檢查能力,對於個人的可穿戴醫療設備的檢測和監測能力也有了一些新的期望。例如蘋果最新發布的Watch6中已經新添加了血氧檢測的功能,行業領先的醫療電子元器件四方a集運倉電話Maxim也發佈了其最新的健康傳感器平台HSP3.0,不僅僅可以滿足個人可穿戴的檢測需求,還可以提供乃至醫療臨牀級別的生命體徵檢測。

近日Maxim專門召開了HSP3.0的線上新品發佈會,Maxim工業與醫療健康事業部醫療健康產品線總經理Andrew Baker先生在線上與記者進行了深入的交流和分享。

圖:Andrew Baker,Maxim Integrated工業與醫療健康事業部醫療健康產品線總經理

個性化互聯網醫療:突破時間、距離和精準度限制

近年來醫療健康的市場正在急速增長,目前全球醫療健康費用為9萬億美元,市場規模龐大。根據Omdia Healthcare Equipment Database的預測,可穿戴設備/健康設備的2019那年總量為6.4億,從2019年到2023年全球整體出貨量的年複合增長率在22%,預計2023年的設備總出貨量會突破10億。個性化互聯網醫療的發展不僅僅是數量的增加,應用場景也將發生諸多變化。首先要突破地域的限制實現遠程醫療,其中包括遠程監測、監護和分析等。據Andrew先生分享,在一個病毒傳播模型中就需要遠程病人監護的應用。需要對病人進行預測性的篩查,檢測體徵指標可能包括體温和血氧等;發病之後的病人處於較高風險時,通過遠程檢測機可以確保在家就獲得檢查,同時也減少了自己外出暴露給醫護人造成感染的風險。同樣的,出院後也可以繼續進行監護和病情發展狀況健康。對於新冠這種傳播性極強的疾病的防控和治療過程中,突破地域的限制實現準確的診斷是個性化互聯網醫療的一個發展趨勢。


另一個重要的發展趨勢在於慢性病的管理方面,需要突破時間的限制實現長期的不間斷的對病人進行監測,讓病患在被動的情況下就可以獲得可靠的監測。據Andrew先生介紹:例如在糖尿病的檢測上,傳統的方式都是通過採樣方式來對患者進行單一時間點的抽查。因此無法對血糖趨勢做出一個趨勢性的監控,從而得出趨勢性的分析結果。但對於慢性病的監護而言,這種連續監測是非常重要的。新的方式是通過連續血糖檢測儀CGM來檢測血糖,患者可以更有效的來管理自己的健康狀況,通過趨勢數據分析來和自己的生活習慣進行結合,從而調整自己的生活起居,達到更好的慢性病養護效果。


除了慢性病的監測外,也存在很多無症狀的突發疾病,因此對於大部分健康人而言,預防性監護也非常重要,對於自身健康關注度高的用户需要對身體主要指標進行持續的不間斷的監測。Andrew先生稱,針對與這些無症狀的人羣,唯一的檢測方式就是廣泛篩查。例如在房顫的監測過程中,一些消費類產品和處方器材都可以做到房顫的早期發現,而且臨牀可以認可這些檢測結果。

HSP3.0:為消費級產品帶來臨牀級生命體徵檢測

美信的健康傳感器平台(HSP: Health Sensor Platform)從2016年就已經推出了第一代產品,到今年推出的第三代產品HSP3.0已經成為了一個非常接近成品級腕帶式可穿戴設備的參考設計,包含完整的軟件、硬件和外型,集成了所有的必要硬件模塊,客户在這個基礎上可以大幅降低自己的產品開發週期。

HSP3.0的升級的第一個方面在於可以監測更多的數據,提供臨牀級的數據。包含的主要檢測內容包括:1-温度趨勢,用以對新冠肺炎患者或發燒患者進行温度檢測;2-SPO2血氧飽和度檢測,比如可以檢測肺部功能、睡眠問題等;3-呼吸率,可以檢測呼吸趨勢;4-測量心率,可以檢測心率水平是否正常;5-ECG,可以用來做房顫的早期檢測,或者是心臟健康的檢測。

據Andrew先生分享,HSP3.0提供了臨牀等級的血氧飽和度檢測。血氧監測需要更好的光學性能,需要系統級的豐富經驗,才可以給出合適的光學器件佈局。美信在人體生物學和光學機械設計上有豐富的經驗,因此可以在HSP3.0上實現高性能的光學設計的集成。再結合上美信的先進算法,HSP3.0的監測能力已經可以達到國家藥品監督管理局的要求。這使得新的應用案例成為可能,比如肺部功能性的檢測。SPO2血氧檢測在預防性監護和慢性病的管理上均可以發揮作用。例如對於新冠患者的呼吸或識別,或者是慢性組塞性肺病COPD的長期檢測。此外,ECG檢測功能也可以達到動態心電圖IEC60601-2-47的標準。

業界最領先、功耗最小的光學和ECG多功能模擬前端

HSP3.0是一個完整的參考設計方案,包含了電源管理、控制單元和傳感器模塊。在傳感器模塊中承擔最為重要的角色的一個器件就是MAX86176,這是業界最領先、功耗最小的光學和ECG多功能模擬前端,這個器件也是HSP3.0可以獲得如此多提升的主要推手。

MAX86176支持PPG和ECG雙通道在獨立採樣率下實習同步採樣。PPG的部分支持6個LED和4個PD的驅動和讀取。在光學方面集成了先進的環境光抑制技術,達到業界信號質量最高110dB SNR,因此可以實現最高性能的血氧濃度檢測。得益於MAX86176的創新技術,HSP3.0在系統功耗上也有所下降,可以實現更好的能效比。

HSP3.0更好地迎合了個性化醫療檢測的發展趨勢,尤其是在當前新冠疫情的局勢下,客户通過HSP3.0可以更快地完成產品設計開發,快速上市其產品來幫助用户更好地實現身體健康狀況的監測。據悉,HSP3.0的價格與HSP2.0保持一致,在明年或可看到有相關終端產品面世。

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