常見血氧儀包含指夾式血氧儀、掌式血氧儀、脈搏式血氧儀和腕式(智能手表/手環(huán))血氧儀。血氧儀的主要測量數(shù)據(jù)分別是血氧飽和度、脈率、血流灌注指數(shù)。其中血氧飽和度是指在全部血容量中被結合氧氣容量占全部可結合的氧氣容量的百分比，是臨床醫(yī)療上重要的基礎數(shù)據(jù)之一。

　　圖1、血氧儀

　　典型的血氧儀帶有一顆光電二極管PD和兩顆發(fā)光二極管LED，檢測我們的指尖或耳垂，一顆發(fā)光二極管釋放波長為660納米的光束，另一顆釋放905、910或者940納米的光束。人體血液中血紅蛋白在含氧狀態(tài)和非含氧狀態(tài)下吸收紅外光的狀態(tài)存在很大差異，利用這個特性，再由光敏組件(血氧傳感器)獲取測量信號，將所獲信號放大ADC處理后分析計算出兩種血紅蛋白的比例。血氧儀測量的關鍵是一種被稱作PPG的技術，即Photoplethysmography的簡稱，被譯為光體積變化描記技術，或光電容積描記技術，是一種可以用于生物醫(yī)學領域的紅外無損檢測技術，和“紅外熱成像”的原理相似。

　　圖2、投射式血氧儀測量原理及組成(圖源：泰矽微)

　　區(qū)別于透射式指夾式血氧儀，智能手表/手環(huán)采用的皮膚式(反射式) 技術，基于光學反射原理，通過向皮膚發(fā)射660nm紅光和800~940nm紅外光(也可能包含紅光的白光等)，再依靠內(nèi)置的SpO2傳感器精準采集和檢測脈沖數(shù)據(jù)，傳輸至主控芯片處理和運算后，輸出至顯示單元。

　　圖3、脈搏式血氧儀的工作原理及分類：(a) 脈搏式血氧儀測量機制示意; (b) 透射式血氧儀工作原理及常見成品圖例;(c) 反射式血氧儀工作原理及常見成品圖例

　　典型的血氧儀由光電二極管、LED光源、探針、血氧傳感器、血氧傳感器、濾波、運放、ADC/DAC、驅動芯片、電源管理芯片、按鍵、顯示器、蜂鳴器、電池、主控芯片、存儲芯片等組成。

　　圖4、血氧儀硬件組成(圖源：泰矽微)

　　1、光電二極管和LED原廠有可天士、艾邁斯歐司朗、億光、佰鴻、成興光、維客、洲光源、東裕、新亮光子、國星光電等;2、血氧傳感器/傳感器模塊原廠有亞德諾/美信的MAX30102/MAX30100、亞德諾的ADPD144RI、芯科的Si1171/Si1181、泰科的ELM-5000/EPM-5000、艾邁斯的AS7038RB、瑞薩的OB1203、西人馬的KGXV01、匯頂科技的GH3220/GH3020、矽力杰的SY3122-H2、艾普柯的EM7018等;3、主控芯片有亞德諾/美信的MAX32600、德州儀器的MSP430FR2355、瑞薩的RA2A1、意法半導體的STM32F051C8T6、Nordic的nRF52810、東軟載波的ES8P5066、兆易創(chuàng)新的GD32E230C8T6、敏矽微 的ME32F030F8P6、航順的HK32F030C8T6、巨晟的JS32L010E5O7、劍博微 的CW1802T/CW1802、芯海的CS32F030系列、芯圣的HC88L051F4U7、泰矽微的TCAS24、極海的APM32F030、合泰的HT66F4550、新唐的mini58TDE、瑞納捷的RJM8L151、中科芯的CKS32F051C8T6、芯鼎盛的XDS601、中微半導體的CMS8H5120、國民技術的N32G031/N32G430/N32WB031、武漢芯源的CW32F003E4P7、晶華微的SD93F112、靈動的MM32F0010/F0020/F0140等。以瑞薩電子血氧儀參考設計為例，RL78/G13主控芯片+高集成度血氧傳感器OB1203，搭配瑞薩的RY7011/DA14531MOD BLE模塊和瑞薩/英特矽爾的電源管理芯片ISL9111/ISL9122A，晶門的SSD1306 OLED驅動芯片，該方案足夠精簡。

　　圖5、瑞薩血氧儀解決方案

　　智能血氧儀已經(jīng)非常成熟了，未來可能會集成到智能手機里。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數(shù)年已積累了豐富的醫(yī)療芯片的優(yōu)勢貨源。我們聚焦服務元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，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，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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