可穿戴健康設(shè)備在近年來得到了高度關(guān)注。其突破了院內(nèi)院外的空間掣肘，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測，并在臨床中得到充分驗(yàn)證。不過，仍然有不少人對可穿戴設(shè)備的可靠性存有疑慮。

相比傳統(tǒng)院內(nèi)大型設(shè)備檢測，可穿戴健康設(shè)備的工作環(huán)境具有更多不確定性，面臨更大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，為了滿足可穿戴設(shè)備對便攜性和功耗等指標(biāo)的苛刻要求，可穿戴設(shè)備的部件往往需要在性能和指標(biāo)上做出犧牲。如何滿足這兩種彼此對立的需求，有賴于核心技術(shù)的進(jìn)步。

不久前，半導(dǎo)體巨頭亞德諾（ADI）推出了全新的多模式生命體征監(jiān)測傳感器前端解決方案ADPD6000系列芯片，宣布將以高精度數(shù)據(jù)來改寫可穿戴行業(yè)。更為值得一提的是，這也是首款完全由ADI中國本土團(tuán)隊(duì)獨(dú)立定義并設(shè)計(jì)完成的可穿戴解決方案。

我們正進(jìn)入以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)醫(yī)療健康的時(shí)代，作為主要數(shù)據(jù)接口之一的可穿戴設(shè)備正越來越受到重視。可以這么形容，醫(yī)療健康涉及的范圍有多大，可穿戴設(shè)備在其中的想象空間就有多大。不過，這一切的前提是建立在可穿戴設(shè)備需要采集到真正有用的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

在可穿戴設(shè)備興起之初，就出現(xiàn)過這種情況，直接使得可穿戴設(shè)備剛剛興起的熱度幾乎腰斬。一個(gè)原因便是當(dāng)時(shí)的可穿戴設(shè)備功能太過單一，只能實(shí)現(xiàn)步數(shù)測量等簡單功能，用戶粘性很低。同時(shí)，可穿戴設(shè)備看似收集了很多數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)對于醫(yī)學(xué)應(yīng)用來說價(jià)值不大。

究其根源，可穿戴設(shè)備的核心技術(shù)在當(dāng)時(shí)沒有重大進(jìn)展是一個(gè)主要原因。盡管在遠(yuǎn)景規(guī)劃上有著廣闊的前景，但當(dāng)時(shí)的解決方案顯然還并沒有準(zhǔn)備好，仍然需要時(shí)間。

另外一方面，可穿戴設(shè)備采集的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性也一直存在諸多不足。“差之毫厘謬以千里”——對于臨床應(yīng)用來說，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度是尤為重要的。然而，測量的精準(zhǔn)度往往也是最為困難的，受到多種因素的影響。

提高測量精度說起來容易，做起來卻是另外一回事。以體溫測量為例，除了最為傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)，目前主流的測溫設(shè)備還包括接觸式電子體溫計(jì)、額溫槍和耳溫槍等。不過，不同設(shè)備之間的誤差之大，在任意產(chǎn)品的電商評論上就不難看出吐槽者眾。

看似最簡單的體溫測量尚且如此，可穿戴設(shè)備要獲取準(zhǔn)確、有效的可靠數(shù)據(jù)就更加困難了?？纱┐髟O(shè)備需要在極為有限的空間內(nèi)集成多種功能組件，并滿足有限電量下的使用。這對可穿戴設(shè)備的元器件設(shè)計(jì)及其測量精度、功耗及抗干擾能力等指標(biāo)提出了極高的要求。

同時(shí)，雖然可穿戴設(shè)備的便攜性為用戶帶來了方便，但對于數(shù)據(jù)測量來說不可避免會(huì)遇到環(huán)境復(fù)雜、操作不穩(wěn)定、接觸不牢等種種阻礙。以心電監(jiān)測為例，院內(nèi)可以通過在測量時(shí)涂抹導(dǎo)電膏作為補(bǔ)償機(jī)制，但這在可穿戴設(shè)備上顯然是行不通的，只能通過硬件設(shè)計(jì)和算法予以補(bǔ)償。

因此，提高可穿戴設(shè)備的測量精度，可以從硬件和軟件兩個(gè)方面入手，即數(shù)據(jù)測量的精確度以及算法的有效性。這是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力方能實(shí)現(xiàn)。

ADPD6000在產(chǎn)品功能和數(shù)據(jù)精度上做了諸多優(yōu)化，以覆蓋更多更極端的場景。

ADPD6000在一顆芯片上集成了PPG（光電容積脈搏波描記法）、ECG（心電圖測量）和BIA（生物電阻抗分析）三種技術(shù)，可對心率、血氧飽和度、心電圖、體脂率、基礎(chǔ)代謝等指標(biāo)進(jìn)行測量。

ADI多模式生命體征監(jiān)測傳感器前端解決方案ADPD6000

在PPG所依賴的光路部分，ADPD6000具有極高的信噪比，保證了信號質(zhì)量和可測覆蓋度，可以減少因?yàn)槌Ｒ娖つw干擾因素導(dǎo)致的測量誤差。同時(shí)，它還具有環(huán)境光抑制和動(dòng)態(tài)干擾抑制，可適配更多的環(huán)境和測試狀態(tài)。

“比如，用戶膚色黑，手表戴的又很松，體毛長，還有痣或紋身。在這種極端環(huán)境下如果要準(zhǔn)確測量心率，需要做專門的優(yōu)化，”何源表示。

ADI在院內(nèi)ECG上有著深厚的積累，這次也將專業(yè)醫(yī)療級ECG設(shè)備的架構(gòu)技術(shù)導(dǎo)入到ADPD6000，在可靠性和穩(wěn)定性上達(dá)到了專業(yè)醫(yī)療要求。除此以外，針對一些極端的場景，ADPD6000也進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化。

比如，在干燥的冬季進(jìn)行ECG測量是一項(xiàng)相當(dāng)有挑戰(zhàn)性的工作。原因在于人體皮膚在干燥環(huán)境下容易產(chǎn)生很高的電壓偏置，這是造成可穿戴設(shè)備測量誤差的重要原因。過高的極化電壓也將導(dǎo)致測量信號的飽和，無法得到ECG波形圖。

“基于這種極端場景，我們專門引入了一些創(chuàng)新架構(gòu)，大幅提升了對靜電高壓的動(dòng)態(tài)范圍。用戶直接感受就是哪怕在很干燥的環(huán)境下，之前測不出來的ECG在ADPD6000下可以很容易得到效果不錯(cuò)的波形圖，”何源介紹道。

ECG導(dǎo)聯(lián)脫落則是第二個(gè)極端場景。導(dǎo)聯(lián)脫落是指心電圖檢查的導(dǎo)聯(lián)線脫落或銜接不良的情況，導(dǎo)致不能顯示正常的心電示波。何源表示，這一現(xiàn)象是可穿戴ECG測量中的難點(diǎn)，也是行業(yè)亟待解決的痛點(diǎn)：“如何判斷導(dǎo)聯(lián)脫落？比如，手按得太松，或者皮膚和手表的某個(gè)電極接觸不良；又比如說，有的人皮膚本來就很干燥。在這個(gè)情況下，很多方案很難有效監(jiān)測導(dǎo)聯(lián)脫落。”

ADPD6000同樣對此有所關(guān)注，“ADI內(nèi)置的硬件狀態(tài)機(jī)智能引擎，相當(dāng)于在芯片里面提供了智能助手，能夠根據(jù)電極輸入的狀態(tài)值精準(zhǔn)判斷導(dǎo)聯(lián)脫落。同時(shí)，它還可以根據(jù)客戶自己設(shè)計(jì)的介入狀態(tài)來自定義。這一塊上，我們做的是很有競爭力的，”何源對此很有自信。

除了PPG和ECG，ADPD6000在BIA測試上也有自己的獨(dú)門絕技。這些獨(dú)有的專利技術(shù)可以盡可能去除復(fù)雜環(huán)境的影響，保證阻抗精度。

“目前，為保證測量的精準(zhǔn)度，智能手表進(jìn)行BIA阻抗測試通常至少需要四個(gè)電極。其中兩個(gè)電極一般是在表殼上，與手臂接觸。另外兩個(gè)電極放到表盤旁邊，需要手指按上。不過，表盤旁邊的電極非常小，用戶的手指要想按上電極同時(shí)又不跟胳膊或者表殼接觸基本不大可能，除非讓用戶用一個(gè)極其刁鉆的姿勢碰到電極。所以，很多時(shí)候這個(gè)阻抗其實(shí)是測不準(zhǔn)的，”何源向動(dòng)脈網(wǎng)介紹了BIA阻抗測試的難點(diǎn)所在。

ADI在硬件級和方案級的技術(shù)與專利方面有深厚的積累，從芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)就規(guī)避了這些問題。即使用戶在測試的時(shí)候手指直接跟表殼有不同的接觸狀態(tài)，ADPD6000也同樣可以把這個(gè)誤差補(bǔ)償?shù)簟?/font>