在疫情防控逐步全面開放的新形勢(shì)下，做好自己健康的第一責(zé)任人，成為人們的共識(shí)。血氧SpO2作為新冠癥狀嚴(yán)重程度的關(guān)鍵指示性指標(biāo)，讓血氧儀成為個(gè)人健康監(jiān)測(cè)的首選設(shè)備。

芯海科技(股票代碼：688595)CS1262通過PPG生命體征測(cè)量技術(shù)，以非侵入式和無感的方式，連續(xù)測(cè)量血氧SpO2、心率、心率變異性HRV、血壓等健康指標(biāo)，24h*7全天候守護(hù)健康。

脈搏血氧SpO2原理

正常的血液中存在著4種血紅蛋白：氧合血紅蛋白(HbO2)、還原血紅蛋白(Hb)、碳氧血紅蛋白(COHb)、高鐵血紅蛋白(MetHb)。Hb與氧結(jié)合成HbO2,經(jīng)過血液循環(huán)將氧氣運(yùn)輸?shù)缴眢w各個(gè)部位的細(xì)胞后釋放氧成為Hb。一般人體血液中的COHb和MetHb相對(duì)于Hb和HbO2來說含量很少。計(jì)算SpO2實(shí)際上算的是HbO2的容量占Hb加HbO2的容量的比例。

圖1 PPG測(cè)量SpO2示意圖

如圖1所示Hb和HbO2這 兩種血紅蛋白對(duì)紅光和紅外光的吸收特性表現(xiàn)不一樣。通過獲取紅光和紅外的PPG信號(hào)，根據(jù)Lambert-Beer定律，結(jié)合圖2的血紅蛋白含量和吸光系數(shù)以及PPG信號(hào)AC和DC成分的關(guān)系求解方程，可以得到SpO2的值。

圖2 SpO2計(jì)算公式

從脈搏血氧SpO2的原理可以知道，要準(zhǔn)確計(jì)算SpO2的值，關(guān)鍵是獲取準(zhǔn)確的PPG信號(hào)，也就是準(zhǔn)確的IAC和IDC。

高性能低功耗的CS1262

CS1262是一顆高性能的PPG AFE。 高準(zhǔn)確度：高達(dá)110dB的動(dòng)態(tài)范圍，支持4PD*12相位的48路有效數(shù)據(jù)采集，內(nèi)嵌驅(qū)動(dòng)能力高達(dá)250mA的LED Driver可支持8路LED輸出。內(nèi)置0.5%的高精度時(shí)鐘。 超強(qiáng)抗干擾：PSRR大于90dB,環(huán)境光抑制能力強(qiáng)模擬環(huán)境光消減高達(dá)±200uA。 低功耗：83uA@100Hz@4Ch@2階環(huán)境光消減，54uA@100Hz@1Ch@2階環(huán)境光消減，斷電模式小于1uA。

圖3 CS1262系統(tǒng)框圖

圖4 PRF=500Hz的PPG信號(hào) 高達(dá)1KHz的PRF以及良好的SNR性能(97.5dB的SNR@500KΩ(dBFS))，為CS1262提供了采集高質(zhì)量PPG信號(hào)的能力。 如圖4是PRF=500Hz的PPG信號(hào)，CS1262提供了ms級(jí)別的PPG信號(hào)分辨精度，再如圖5是CS1262采集到手腕上的紅光和紅外以及綠光的PPG信號(hào)，紅光PI灌注度水平在萬分之二，脈搏波形清晰可見。

圖5 PI≈0.02%手腕處的PPG AC信號(hào)

除此之外，CS1262的低功耗特性保證了集成CS1262的產(chǎn)品的長續(xù)航能力：54uA@100Hz@1Ch@2階環(huán)境光消減，斷電模式小于1uA。

高性能低功耗的CS1262為血氧SpO2測(cè)量，輸出穩(wěn)定持續(xù)的高可靠PPG信號(hào)，提供了有力的支撐。

一站式助力血氧方案快速開發(fā)

除了擁有高性能、低功耗等產(chǎn)品特性，CS1262芯片還將面向客戶提供從導(dǎo)入評(píng)估、開發(fā)設(shè)計(jì)以及量產(chǎn)售后的一站式全流程的技術(shù)服務(wù)，提供經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的設(shè)計(jì)規(guī)范和指導(dǎo)，提供完整的軟件算法集成方案，大大提高終端方案的開發(fā)效率，助力客戶高可靠長續(xù)航穿戴式血氧方案快速開發(fā)落地。

圖6 一站式全流程技術(shù)支持

CS1262是芯海科技在PPG領(lǐng)域的首顆產(chǎn)品，除此之外，公司健康測(cè)量系列產(chǎn)品還涵蓋稱重SoC系列、BIA AFE系列、專業(yè)人體成分分析儀模組系列等。

未來，芯海科技將繼續(xù)通過自身的模擬信號(hào)鏈+MCU雙平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建健康測(cè)量系列化產(chǎn)品組合，搭配測(cè)量算法、無線連接以及配套標(biāo)準(zhǔn)方案，實(shí)現(xiàn)智能與健康融合，助力客戶創(chuàng)造更智慧的產(chǎn)品。

審核編輯：湯梓紅