《中國(guó)智慧健康醫(yī)療藍(lán)皮書(shū)(2022)》中提到，智慧健康醫(yī)療的最優(yōu)化生態(tài)體系就是以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、可穿戴設(shè)備、5G、AR/VR、區(qū)塊鏈、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、3D打印等核心支撐技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)在智慧醫(yī)療、智慧服務(wù)、智慧科教、智慧管理的創(chuàng)新與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)智慧健康醫(yī)療的能力增強(qiáng)、效率提升、體驗(yàn)優(yōu)化、服務(wù)延展4個(gè)方面的效應(yīng);賦能涵蓋精準(zhǔn)醫(yī)療、精誠(chéng)服務(wù)、精益管理的現(xiàn)代化智慧健康醫(yī)療體系，助力全民最優(yōu)化健康照護(hù)和健康中國(guó)的目標(biāo)達(dá)成。

　　圖1、智慧健康醫(yī)療生態(tài)體系架構(gòu)

　　(圖源：《中國(guó)智慧健康醫(yī)療藍(lán)皮書(shū)(2022)》)

　　智慧健康醫(yī)療的核心支撐技術(shù)里雖未提及醫(yī)療器械，卻處處相關(guān)。世界衛(wèi)生組織將醫(yī)療器械定義為“用于預(yù)防、診斷或治療疾病，或是出于健康目的檢測(cè)、測(cè)量、恢復(fù)、修正或調(diào)整機(jī)體結(jié)構(gòu)或功能的設(shè)備、儀器、裝置或機(jī)器?！? 醫(yī)療器械是智慧健康醫(yī)療中的基礎(chǔ)設(shè)備，為患者進(jìn)行監(jiān)測(cè)、診斷或治療等，例如醫(yī)院用的血壓計(jì)、體外膜肺氧合機(jī)、5.0T磁共振、超聲波檢測(cè)儀、手術(shù)機(jī)器人、呼吸機(jī)、心電監(jiān)護(hù)儀、制氧機(jī)、X-光機(jī)、生化分析儀、CT等;家用的智能血壓計(jì)、智能血糖儀、智能血氧計(jì)、智能心電儀、智能體溫計(jì)、智能健康秤、智能孕表、智能胎心儀、肌膚檢測(cè)儀、智能心率腕帶、智能手表等。

　　圖2、醫(yī)療電子(圖源：sunfiretesting.com)

　　醫(yī)療器械可劃分成醫(yī)學(xué)影像設(shè)備、醫(yī)療儀器設(shè)備、消費(fèi)類(lèi)醫(yī)療產(chǎn)品、診斷及患者監(jiān)護(hù)與治療設(shè)備。芯片廣泛應(yīng)用在這四類(lèi)關(guān)鍵的醫(yī)療產(chǎn)品里，尤其是消費(fèi)類(lèi)醫(yī)療產(chǎn)品邁向智能化、小型化、低功耗是趨勢(shì)。

　　關(guān)于醫(yī)療電子的芯片及方案相關(guān)內(nèi)容，我們可以回顧一下：

　　1、開(kāi)源呼吸機(jī)PB560之BOM淺析：作業(yè)抄得好，真正的技術(shù)表演必不可少;

　　2、一“槍”難求與一“芯”難求，借勢(shì)盤(pán)一盤(pán)“額溫槍/耳溫槍”;

　　3、BOM不足50元的“溫槍”，“瘋炒”熱潮何時(shí)休?

　　4、醫(yī)療電子之心臟：MCU大起底;

　　5、醫(yī)療電子之腦：ADC淺析;

　　6、醫(yī)療電子之感官：傳感器淺析;

　　7、醫(yī)療電子之神經(jīng)末梢：運(yùn)放淺析;

　　8、血壓計(jì)方案淺析;

　　9、護(hù)頸儀方案淺析。

　　以智能血壓計(jì)為例，血壓測(cè)量技術(shù)從侵入式發(fā)展到非侵入式，當(dāng)前最常用的是示波法。

　　圖3、血壓測(cè)量技術(shù)

　　而且血壓測(cè)量方法已發(fā)展到第四代。

　　圖4、血壓測(cè)量方法

　　采用示波法的血壓計(jì)，在測(cè)量過(guò)程中配套使用充氣套，以阻斷上臂、手腕或手指血流。由于心搏的血液動(dòng)力學(xué)作用，在充氣套壓力上會(huì)重疊與心搏同步的壓力波動(dòng)，即脈搏波。當(dāng)充氣套壓力遠(yuǎn)高于收縮壓時(shí)，脈搏波消失。隨著袖套壓力下降，脈搏波開(kāi)始出現(xiàn)。當(dāng)袖套壓力從高于收縮壓到收縮壓以下時(shí)，脈搏波會(huì)突然增大。當(dāng)壓力下降到平均壓時(shí)脈搏波達(dá)到最大值。然后又隨著袖套壓力下降而衰減。

　　圖5、血壓測(cè)量原理

　　示波法血壓測(cè)量就是根據(jù)脈搏波振幅與充氣套壓力之間的關(guān)系來(lái)估算血壓的。與脈搏波振幅最大值對(duì)應(yīng)的是平均壓，收縮壓和舒張壓分別由脈搏波最大振幅的比例來(lái)確定。在圖1中，Pm為平均壓，Ps為收縮壓，Pd為舒張壓，Um為脈搏波最大幅值，Ks和Kd為收縮壓和舒張壓對(duì)應(yīng)的脈搏波幅值與平均壓對(duì)應(yīng)的脈搏波幅值的比值系數(shù)，Ks和Kd由血壓計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值調(diào)優(yōu)后選取。

　　圖6、血壓測(cè)量過(guò)程

　　血壓計(jì)由主控芯片、存儲(chǔ)芯片、充氣泵、壓力傳感器、電磁閥、信號(hào)調(diào)理芯片、濾波器、顯示器、電池和通訊芯片組成，主控芯片有德州儀器的MSP430、恩智浦的JN5148/LPC、瑞薩的RL78/L1A、英飛凌/賽普拉斯的CY8C3、微芯的PIC16、意法半導(dǎo)體的STM32F103、芯海的CSU8RP1391、新唐的Nano130、中穎的SH79F164、松瀚的SN32F240、中微半導(dǎo)體的CMS8H5106/CMS32H3201、海速芯的TM32F103、晶華微的SD93F115、兆易創(chuàng)新的GD32F101、倫茨的ST17H69、杰理的AC60N、東微半導(dǎo)體的DT5M4765、迪文的T5L0、雅特力的AT32F403A、航順的HK32F030等，市面上甚至還有在用牛屎芯片的產(chǎn)品。

　　圖7、血壓計(jì)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　決定血壓計(jì)精準(zhǔn)度的其他核心器件有壓力傳感器、電磁閥、氣泵及運(yùn)放濾波電路，這里可選器件有霍尼韋爾的ABPDANN005PG2A3、恩智浦的MPXV5010DP、泰科/SMI的SM5G、西人馬的TYZV15-0015-000-130、敏芯的MSP40、芯感智的GZP160、智芯傳感的ZXP3 1100、煒盛的WPAS01、全磊的MPS-2103-006GRA、CFSensor的XGZP6829D040KPG、美上美的MAP-AM-265和M15E-1 R-1995、TDS的TDS-V05BL、時(shí)光、科際的KSV05A和KPM27C、博順的BS-K0721-02、眾恒的ZHV-0420、金升泵、歐姆龍、德宇鑫、雅科奇、研能、盈毅的WRF370CD-22170、坤錦的CJP37-C06A1等，工程師選型前須對(duì)產(chǎn)品功耗、可靠性和安全性得有個(gè)分析，尤其是使用時(shí)間預(yù)計(jì)超過(guò)10年的醫(yī)療器械，則在保護(hù)隱私和和防止泄露醫(yī)療數(shù)據(jù)等方面提出了更高要求。

　　圖8、低功耗、可靠性和安全性

　　瑞薩官方提供的血壓計(jì)參考設(shè)計(jì)，使用RL78/L1A作為主控芯片，RL78/G1D藍(lán)牙通信模塊，霍尼韋爾的ABPDANN005PG2A3壓力傳感器，美上美的MAP-AM-265氣泵，科際的KSV05B電磁閥，硬件結(jié)構(gòu)框圖如下：

　　圖9、血壓計(jì)硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　圖10、血壓計(jì)各部分原理圖

　　圖11、血壓計(jì)演示板

　　血壓計(jì)僅僅是智慧健康醫(yī)療產(chǎn)品的一種，醫(yī)療器械的市場(chǎng)巨大。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺(tái)，過(guò)去數(shù)年已積累了豐富的醫(yī)療芯片的優(yōu)勢(shì)貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長(zhǎng)尾客戶(hù)群，讓每一家芯片原廠或分銷(xiāo)商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購(gòu)，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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