敏芯股份：推出MSPC04-GDS1微型差壓傳感器，為可穿戴設備進行血壓測量提供標桿方案
- 發布時間：2022-06-08
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【概要描述】
運動中，人體的心率、血壓、血氧等是幾項重要特征，針對這些數據的采集處理，有助于分析運動行為改善運動方式，取得更好的鍛煉效果。其中，血氧、心率通過光學的方式，在可穿戴設備上已有較好的解決方案，如電子手環、手表，如今都配上了led光學模組，用于心率及血氧的監測。而人體血壓對于運動員體能分析有重要的參考意義，對于在可穿戴設備上進行血壓測量，目前市面上緊湊、微型、便于佩戴的產品仍較為空白，敏芯股份作為MEMS技術平臺型企業，現已推出MSPC04-GDS1微型差壓傳感器，為可穿戴設備進行人體血壓測量提供了標桿式解決方案。
傳統的家用電子血壓計，采用示波法測量人體血壓（叫袖帶振蕩波法）。其測量過程為，袖帶自動充氣超過收縮壓30mmHg-60mmHg，血管里血流被截斷，然后緩慢放氣（2-3 mmHg/s），當袖帶下血管開放而有血流通過時，血管容積變化引起袖帶容積變化而產生振蕩波并通過導管傳到壓力傳感器，振蕩波幅度隨著袖帶內壓力降低、血流通過增加而越來越大。最終，由于袖帶與手臂接觸越來越松而致振蕩波越來越小直至消失。振蕩波幅度最大點對應的袖帶壓相當于平均動脈壓，向前峰值一半的波動點對應的袖帶壓為收縮壓，向后峰值75%-80%的波動點對應的袖帶壓為舒張壓。
敏芯股份從2009年開始便開始耕耘傳統電子血壓計市場，積累了豐富的行業應用經驗，傳統電子血壓計市場頭部客戶如：九安醫療、魚躍醫療、樂心醫療等已經批量出貨多年，累計出貨超過5000萬支。目前此類醫療應用產品由敏芯股份全資子公司昆山靈科傳感團隊負責，MSP40塑封系列產品包括表貼及正/反插式封裝:
MSPC04-GDS1微型差壓傳感器是敏芯股份在傳統電子血壓計應用技術多年積累沉淀的基礎上，增加調理電路部分，開發的尺寸小巧緊湊，集成度更高的適用于手表、手環等可穿戴設備的新型傳感器。差壓器件測量手表表帶內的壓力相對于大氣壓力的差值，通過先進的人工智能算法計算出人體的收縮壓和舒張壓。
器件特征參數
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外形封裝尺寸：4x4x2 mm
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量程范圍：0 ~ 300 mmHg
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壓力絕對精度：± 3 mmHg
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噪聲特性：< 0.1 mmH
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I2C/SPI
當運動員在運動時佩戴手環、手表，系統可以定期對血壓值進行測量記錄，測量過程通過以下的整套流程完成：主控制器控制手表內微泵對表帶氣囊進行充氣，當靜態壓差加到大約200mmHg時，微泵停止工作，主控制器打開泄氣閥門，表帶內氣體按照設定的泄氣速率進行泄氣，差壓傳感器開始測量氣囊內的壓力大小，并且將測量數據保存在設備內的存儲器中；壓力數據采集結束后，內置的NPU（Neural-network Process Unit）處理器對存儲在存儲器里的數據進行分析處理，通過建立好的算法模型進行矩陣運算，從而得到人體的舒張壓、收縮壓及心率大小。
此外，差壓壓力傳感器低至1Pa的壓力分辨率，高至128Hz的采樣速率，可以準確抓取到脈搏跳動的微弱周期信號。在不同運動中，運動行為對壓力信號會產生隨機干擾，通過對不同運動行為的大數據采集、分析，構建起多運動場景下相對完備的人體血壓檢測模型，將該模型植入到手表內置的神經網絡處理器（NPU），手表就可以快速地計算出舒張壓、收縮壓及心率大小。配合手表內的其他傳感器器件，比如慣性器件測量運動員的姿態、步伐，血氧傳感器測量運動員的血氧濃度，運動手表可以記錄運動員鍛煉過程中完整的體征數據，給運動鍛煉提供更加科學完善的數據支撐，使運動達到更加積極的效果，可以進一步挖掘運動員的潛能。
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