運(yùn)動(dòng)中，人體的心率、血壓、血氧等是幾項(xiàng)重要特征，針對(duì)這些數(shù)據(jù)的采集處理，有助于分析運(yùn)動(dòng)行為改善運(yùn)動(dòng)方式，取得更好的鍛煉效果。其中，血氧、心率通過(guò)光學(xué)的方式，在可穿戴設(shè)備上已有較好的解決方案，如電子手環(huán)、手表，如今都配上了led光學(xué)模組，用于心率及血氧的監(jiān)測(cè)。而人體血壓對(duì)于運(yùn)動(dòng)員體能分析有重要的參考意義，對(duì)于在可穿戴設(shè)備上進(jìn)行血壓測(cè)量，目前市面上緊湊、微型、便于佩戴的產(chǎn)品仍較為空白，敏芯股份作為MEMS技術(shù)平臺(tái)型企業(yè)，現(xiàn)已推出MSPC04-GDS1微型差壓傳感器，為可穿戴設(shè)備進(jìn)行人體血壓測(cè)量提供了標(biāo)桿式解決方案。
傳統(tǒng)的家用電子血壓計(jì)，采用示波法測(cè)量人體血壓（叫袖帶振蕩波法）。其測(cè)量過(guò)程為，袖帶自動(dòng)充氣超過(guò)收縮壓30mmHg-60mmHg，血管里血流被截?cái)啵缓缶徛艢猓?-3 mmHg/s），當(dāng)袖帶下血管開(kāi)放而有血流通過(guò)時(shí)，血管容積變化引起袖帶容積變化而產(chǎn)生振蕩波并通過(guò)導(dǎo)管傳到壓力傳感器，振蕩波幅度隨著袖帶內(nèi)壓力降低、血流通過(guò)增加而越來(lái)越大。最終，由于袖帶與手臂接觸越來(lái)越松而致振蕩波越來(lái)越小直至消失。振蕩波幅度最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的袖帶壓相當(dāng)于平均動(dòng)脈壓，向前峰值一半的波動(dòng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的袖帶壓為收縮壓，向后峰值75%-80%的波動(dòng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的袖帶壓為舒張壓。
敏芯股份從2009年開(kāi)始便開(kāi)始耕耘傳統(tǒng)電子血壓計(jì)市場(chǎng)，積累了豐富的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)電子血壓計(jì)市場(chǎng)頭部客戶(hù)如：九安醫(yī)療、魚(yú)躍醫(yī)療、樂(lè)心醫(yī)療等已經(jīng)批量出貨多年，累計(jì)出貨超過(guò)5000萬(wàn)支。目前此類(lèi)醫(yī)療應(yīng)用產(chǎn)品由敏芯股份全資子公司昆山靈科傳感團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，MSP40塑封系列產(chǎn)品包括表貼及正/反插式封裝:
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表貼封裝?
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反插封裝
MSPC04-GDS1微型差壓傳感器是敏芯股份在傳統(tǒng)電子血壓計(jì)應(yīng)用技術(shù)多年積累沉淀的基礎(chǔ)上，增加調(diào)理電路部分，開(kāi)發(fā)的尺寸小巧緊湊，集成度更高的適用于手表、手環(huán)等可穿戴設(shè)備的新型傳感器。差壓器件測(cè)量手表表帶內(nèi)的壓力相對(duì)于大氣壓力的差值，通過(guò)先進(jìn)的人工智能算法計(jì)算出人體的收縮壓和舒張壓。
器件特征參數(shù)
外形封裝尺寸：4x4x2 mm
量程范圍：0 ~ 300 mmHg
壓力絕對(duì)精度：± 3 mmHg
噪聲特性：< 0.1 mmH
I2C/SPI
當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)佩戴手環(huán)、手表，系統(tǒng)可以定期對(duì)血壓值進(jìn)行測(cè)量記錄，測(cè)量過(guò)程通過(guò)以下的整套流程完成：主控制器控制手表內(nèi)微泵對(duì)表帶氣囊進(jìn)行充氣，當(dāng)靜態(tài)壓差加到大約200mmHg時(shí)，微泵停止工作，主控制器打開(kāi)泄氣閥門(mén)，表帶內(nèi)氣體按照設(shè)定的泄氣速率進(jìn)行泄氣，差壓傳感器開(kāi)始測(cè)量氣囊內(nèi)的壓力大小，并且將測(cè)量數(shù)據(jù)保存在設(shè)備內(nèi)的存儲(chǔ)器中；壓力數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，內(nèi)置的NPU（Neural-network Process Unit）處理器對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過(guò)建立好的算法模型進(jìn)行矩陣運(yùn)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(zhǔn)確抓取到脈搏跳動(dòng)的微弱周期信號(hào)。在不同運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)行為對(duì)壓力信號(hào)會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)干擾，通過(guò)對(duì)不同運(yùn)動(dòng)行為的大數(shù)據(jù)采集、分析，構(gòu)建起多運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下相對(duì)完備的人體血壓檢測(cè)模型，將該模型植入到手表內(nèi)置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU），手表就可以快速地計(jì)算出舒張壓、收縮壓及心率大小。配合手表內(nèi)的其他傳感器器件，比如慣性器件測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的姿態(tài)、步伐，血氧傳感器測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的血氧濃度，運(yùn)動(dòng)手表可以記錄運(yùn)動(dòng)員鍛煉過(guò)程中完整的體征數(shù)據(jù)，給運(yùn)動(dòng)鍛煉提供更加科學(xué)完善的數(shù)據(jù)支撐，使運(yùn)動(dòng)達(dá)到更加積極的效果，可以進(jìn)一步挖掘運(yùn)動(dòng)員的潛能。
