据麦姆斯咨询介绍，生命体征传感领域的创新正在加速患者监测数据的可用性，以确保更全面的医疗保健方案。可穿戴医疗设备的临床传感功能越来越丰富，有助于实现更完整的远程病患监控解决方案。
全球范围内，医疗费用的增长率持续高于通胀率，当前的全球总支出已达9万亿美元。远程病患监测可以降低医疗保健成本，改善短期和长期治疗效果，提高患者的整体生活质量。
据亚德诺半导体（英文名称：Analog Devices Inc.，简称：ADI）工业和医疗保健业务部董事总经理Andrew Baker称，传统来看医疗保健服务一直集中在医疗机构，患者必须自己前往医疗机构以进行各种形式的监测或治疗。这可能需要患者长途跋涉，并造成由于工作和家庭照顾而带来的诸多不便。
Baker认为：“去中心化的医疗保健提供了便利性，通过远程生命体征监测可以去除不必要的长途旅行，患者可以在几乎没有干扰的情况下继续他们的日常生活。持续的远程监测提高了早期发现问题的机会，有望实现更好的疗效，提高治愈几率。”而更好的结果意味着更低的医疗服务总成本，以及患者更健康更愉悦的生活。
此外，持续的远程监测能够收集相关的数据进行统计、分析和处理，以做出由数据驱动的决策。通过数据分析研究和持续创新，有望不断提高医疗成效。
根据英国知名研究公司IDTechEx最新发布的《可穿戴技术及市场-2021版》报告，2020年，全球可穿戴产品的总市场规模已接近800亿美元。医疗可穿戴和消费类可穿戴产品可以为用户提供多种类型的生命体征监测，它们做为主力推动了这一增长，为ADI等系统解决方案提供商提供了巨大的市场机遇。
“为了满足临床医生和消费者的需求，未来的可穿戴设备需要更多的健康监测功能。这将为远程医疗提供更全面的监测方案，更好地监测患者的生命体征，以预测并改善医疗结果，更好地管理慢性疾病。”Baker说。
针对这一细分市场，ADI不久前发布了MAX86178三重系统生命体征模拟前端（AFE），通过测量四种生命体征，可以有效简化可穿戴远程患者监护（RPM）设备的设计。这款单片AFE集成了光学、ECG和生物阻抗三个测量系统，实现了四种常见生命体征的监测：心电图（ECG或EKG）、心率（ECG或光学PPG）、血氧饱和度（SpO2）和呼吸率（采用BioZ）。
通过将三个临床级子系统集成到一颗IC中，MAX86178三重系统AFE集成了用于测量心率和SpO2的光学PPG子系统、单导联ECG子系统以及用于测量呼吸速率的生物电势和生物阻抗（BioZ）子系统。通过将这些多功能器件集成到2.6 mm x 2.8 mm的封装内，可以实现生命体征监测设备的小型化。
此外，下一代可穿戴RPM需要在低功率下运行，以使用更小的电池或延长电池寿命，并满足更便捷的充电需求。为了实现超低功耗，MAX86178为每个子系统都提供了可配置选项，以优化特定用例下的电池寿命。
赋能下一代消费和医疗可穿戴设备
越来越多的可穿戴诊断设备正在进入市场，并且大部分都在转向利用电池供电。“这对于ADI以及模拟电源系统设计人员来说，意味着我们需要创新并构建一种电源管理解决方案组合，以与客户一流的传感解决方案完美匹配。”ADI多功能电源解决方案业务部执行董事Karthi Gopalan说，“这种组合解决方案必须保证最低的功耗，最小的形状尺寸，当然，信号质量还必须是一流的。”
Gopalan称，目前正在进行的一个主要趋势是，人体生命体征监测正在从医疗诊所转向人们的家庭、客厅以及家居等日常生活。
Gopalan表示：“通过新冠疫情（COVID-19），我们注意到全球健康领域的重大变化。在2020年之前，大部分情况下只有老年人和慢性病患者每天会进行生命体征监测。但新冠疫情以来，健康人群也开始购买脉搏血氧计，开始测量体温，以保护我们自己及家人。这意味着全民大范围健康跟踪的时代已然来临。另外一个趋势是，随着大部分用户对自己和家人的医疗保健要求越来越高、越来越讲究，我们注意到那些制造传统智能手表以及耳机的消费电子产品制造商，正越来越多地将非常精确的生命体征监测功能添加到它们的系统中。”
Gopalan认为，随着越来越多的消费电子制造商进入生命体征监测市场，传统制造大型专业生命体征监测设备的医疗器械制造商，现在不得不下场参与竞争。
Gopalan继续说：“他们现在正在寻求使其设备更时尚、更具吸引力的设计。我们注意到，消费电子制造商和医疗厂商都在朝着一个目标为我们服务。这两个市场正在融合，但与此同时，市场仍有足够的规模让所有参与者蓬勃发展。”
现在，这些可穿戴设备制造商仍需要解决多项挑战，更舒适的产品便是其中之一。
Gopalan说道：“像我这样的用户，一般都会长期佩戴可穿戴产品，这意味着这些产品接触我们皮肤的部分必须非常柔软、透气，尺寸还必须够小。因此，舒适性很重要。由于是生命体征监测，因此很明显准确度也至关重要。然后，一般来说，作为消费者，我们都希望设备具有更长的电池续航，这样我们就不必经常给设备充电。这意味着解决方案应具有更高的效率和更长的电池寿命。快速充电也非常重要。用户往往不愿意等待过长的充电时间，现在市场非常看重快速充电功能。获取准确的数据需要集成更多的功能组件，如何处理这些感知数据也是关键，这需要更强大的数据处理能力。”
Gopalan认为，下一代可穿戴体征监测解决方案需要更精确的传感器，还需要智能化的数据处理，因此我们需要基于人工智能（AI）的边缘处理能力。此外，还需要一个开关充电器，以及GPS跟踪、音频反馈、触觉反馈功能等。
下一代可穿戴设备的功能将越来越丰富，因此所包含的硬件组件也越来越多。Gopalan说：“所有这些都必须集成到非常小的封装内。这正是ADI非常独特的电源管理IC大显身手的机会。”
ADI新推出的MAX77659单电感多输出（SIMO）电源管理IC（PMIC）带有集成开关模式降压/升压充电器，与当今任何其它PMIC相比，能够为可穿戴设备、耳戴式设备以及物联网设备提供更快的充电速度和更小的占位空间。利用MAX77659 SIMO PMIC充电10分钟即可提供超过4小时的运行时间，它利用单个电感进行多轨供电，从而将物料成本（BOM）降低了60%，并将总体尺寸缩小了50%。
MAX77659 SIMO PMIC集成了一个开关模式降压/升压充电器和三个独立可编程的降压/升压调节器，并共用一个电感，以最小化整体解决方案的尺寸。调节器在中、高负载条件下的运行效率高达91%，而在轻负载条件下仅消耗5 µA的静态电流，大幅延长了电池寿命。
MAX77659 SIMO PMIC支持自主裕量控制，通过最小化压降减少热损耗，同时为调节充电电流提供足够的裕量。它通过最小化充电时间和最大化续航时间，将便携的可穿戴生活方式提升到了全新的水平。最后，MAX77659 PMIC还有效释放了宝贵的电路板空间，以满足当今消费类和医疗设备所需要的扩展存储、位置跟踪以及各类体征传感等附加功能。
延伸阅读：
《可穿戴传感器技术及市场-2020版》
《医疗可穿戴设备市场与技术趋势》
《可穿戴技术及市场-2021版》
《印刷和柔性传感器技术及市场-2021版》
《电子皮肤贴片技术及市场-2021版》
《触觉技术及市场-2021版》
