تراشه ی دو موج به استفاده گسترده از دقت پزشکی کمک می کند

^{MAX30100EFD+ یک تراشه حسگر ضربان بسیار یکپارچه (SpO2) و نظارت بر ضربان قلب است که توسط Maxim Integrated (در حال حاضر بخشی از دستگاه های آنالوگ) توسعه یافته است.که به طور خاص برای دستگاه های بهداشتی پوشیدنی طراحی شده اند.}

^{موقعیت مرکزی}

^{نوع:حسگر فیزیولوژیک نوری (PPG)}

^{عملکرد:تشخیص یکپارچه ضربان قلب (HR) و اشباع اکسیژن خون (SpO2)}

^{بسته بندی:سیستم پیشرفته نوری 14 پین در بسته (5.6mm × 2.8mm × 1.2mm) ، اندازه فوق کمپیکت}

^{منبع برق:1.8V (آنالوگ) + 3.3V (درایو LED) ، پشتیبانی از خاموش کردن نرم افزار با جریان آماده به پایین به 0.7μA}

^{یکپارچه سازی هسته ای (سلسلۀ کامل سیگنال در یک تراشه واحد)}

^{LED قرمز + LED مادون قرمز (منبع نور دو موج)}

^{فتو دتکتور با حساسیت بالا}

^{فرونت آنالوگ کم سر و صدا (تضخیم، فیلتر کردن، ADC 16 بیتی)}

^{لغو نور محیط داخلی + سرکوب تداخل خط برق 50/60Hz}

^{بافر داده های 16 سطح FIFO + رابط ارتباطی I2C}

^{اصول کار (فوتوپلیتیسموگرافی، PPG)}

^{LED های دوگانه به طور متناوب سیگنال های نوری را بر روی پوست منتشر می کنند.}

^{تفاوت در جذب نور توسط هیموگلوبین اکسیژنی / دی اکسیژنی در خون در طول موج های مختلف → شدت نور منعکس شده به طور دوره ای با ضربان قلب تغییر می کند.}

^{فتودتکتور سیگنال های نوری را دریافت می کند → آنها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند → پردازش داخلی → خروجی داده های ضربان قلب / اکسیژن خون.}

^{مزیت های اصلی}

^{ادغام بالا: حداقل مدارهای محیطی، طراحی سخت افزاری را به طور قابل توجهی ساده می کند.}

^{مصرف کم برق: برای دستگاه های پوشیدنی باتری بهینه شده است، طول عمر باتری را افزایش می دهد.}

^{دقت بالا: نسبت سیگنال به سر و صدا بالا، مقاوم در برابر آثار حرکتی و سر و صدای نور محیطی.}

^{توسعه آسان: رابط I2C سازگار با MCU های اصلی مانند Arduino، ESP32 و Raspberry Pi.}

^{کاربردهای معمول}

^{ساعت های هوشمند / مچ بند های بهداشتی}

^{اکسیمترهای نبض قابل حمل}

^{دستگاه های کنترل تناسب اندام}

^{خانه/ترمینال های قابل حمل مراقبت از سلامت پزشکی}

^{چشم انداز: یک الگوی جدید مدیریت سلامت مبتنی بر داده
The success of highly integrated chip solutions like the MAX30100EFD+ lies in their ability to seamlessly translate medical-grade measurement principles into scalable technologies within the consumer electronics fieldاین به طور قابل توجهی موانع توسعه و هزینه های کاربرد فناوری های سنجش سلامت را کاهش می دهد و جمع آوری داده های فیزیولوژیکی فردی گسترده و مداوم را امکان پذیر می کند.}

^{توابع اصلی اندازه گیری
1نظارت همزمان دو پارامتر:}

^{ضربان قلب: اندازه گیری مداوم و فرکانس نبض در زمان واقعی.}

^{اشباع اکسیژن خون: با محاسبه نسبت نور قرمز به جذب نور مادون قرمز برای تعیین اشباع اکسیژن عروقی اندازه گیری می شود.}

^{2اصول اندازه گیری:استفاده می کند بر اساس تشخیص امواج نبض نوری (PPG) ، که پارامترهای فیزیولوژیکی را با اندازه گیری تغییرات شدت نور منعکس شده از یا انتقال از طریق بافت انسان بدست می آورد.}

^{خلاصه ی داده های عملکردی اصلی MAX30100EFD+
توابع اصلی اندازه گیری}

^{نظارت همزمان: ضربان قلب و اشباع اکسیژن خون}

^{اصول: از ضربان قلب نوری و سنجش اکسیژن خون استفاده می کند ؛ محاسبه پارامترهای فیزیولوژیکی بر اساس جذب متغیر نور دو طول موج.}

^{1مشخصات سخت افزاری کلیدی
سیستم نوری:}

^{منابع نور: یک LED قرمز 660nm و یک LED مادون قرمز 880nm.}

^{دتکتور: یک حسگر نوری با حساسیت بالا}

^{2. زنجیره سیگنال:}

^{رزولوشن ADC: تبدیل آنالوگ به دیجیتال 18 بیتی با دقت بالا.}

^{نرخ نمونه گیری: قابل برنامه ریزی، تا 3.2 kHz.}

^{3رابط داده}

^{رابط ارتباطی: رابط دیجیتال استاندارد I2C.}

^{Data Buffer: حافظه FIFO 32 نمونه ای که پشتیبانی از عملیات خواندن دسته ای با قدرت کم دارد.}

^{مصرف برق}

^{جریان آمادگی: < 1 μA.}

^{جریان عملیاتی: معمولی < 1 mA (مربوط به پیکربندی)}

一、 عملکرد فوق العاده آنالوگ فرنت اِند
 

^{فرنت اِند سیگنال کم سر و صدا: مرحله ورودی سیگنال فوتو الکتریکی آن برای سر و صدا بهینه شده است و قادر به مدیریت فتوکرنت های ضعیف در سطح پیکوآمپر (pA) است.این پایه فیزیکی برای استخراج قطعات موج پالس کوچک (سیگنال AC) را حتی در برابر پس زمینه های نور محیطی قوی تشکیل می دهد.}

^{لغو نور محیطی سازگار: طراحی آنالوگ چپ اجازه می دهد تا نمونه گیری در زمان واقعی از شدت نور محیط در طول دوره های خاموش شدن LED و فعالانه آن را از سیگنال کل حذف کند.به جای اینکه تنها به فیلتر کردن پس از پردازش تکیه کنیماین به طور قابل توجهی مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی نور محیط را افزایش می دهد (به عنوان مثال، روشنایی روشن / خاموش، عبور از سایه).}

^{二、 انعطاف پذیری بالا برنامه نویسی دیجیتال}

^{کنترل جریان مستقل LED: جریان های محرک برای LED های قرمز و مادون قرمز می توانند به طور مستقل برنامه ریزی شوند، از 0mA تا 50mA.این به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا نسبت سیگنال به نویز و مصرف برق را بر اساس عواملی مانند رنگ پوست متعادل کنند.، محل پوشیدن (معده، گوش) ، یا سناریوی کاربرد (استاتیک/دینامیک).}

^{زمان بندی و حالت نمونه گیری قابل برنامه ریزی: کاربران نه تنها می توانند نرخ نمونه گیری را تنظیم کنند بلکه به طور دقیق عرض پالس LED ، شمارش پالس و زمان پنجره نمونه گیری را از طریق ثبت کننده ها تنظیم کنند.این انعطاف پذیری از ایجاد دنباله های نمونه گیری سفارشی متناسب با حرکت با سرعت بالا یا نظارت خواب با قدرت بسیار کم پشتیبانی می کند.}

三٬ دوستانه بودن تولید و تولید

^{ساختار نوری یکپارچه بسته بندی:طراحی بسته بندی نه تنها از تراشه محافظت می کند بلکه شامل ساختارهای بهینه شده میکرو اپتیکالی است که به هدایت نور ال ای دی کمک می کند و کارایی جمع آوری فتودتکتور را افزایش می دهداین باعث بهبود کیفیت سیگنال و سازگاری در سطح سخت افزار می شود.}

^{کالیبراسیون تولید ساده: از آنجا که پارامترهای آنالوگ حیاتی مانند گین و آفست در طول تولید تراشه در کارخانه کالیبراسیون می شوند و مدارهای محیطی حداقل هستند،تولید محصول نهایی نیازی به مراحل پیچیده کالیبراسیون مدار نوری یا آنالوگ نداردآزمایش عملکردی در درجه اول مورد نیاز است، که به طور قابل توجهی پیچیدگی و هزینه های تولید انبوه را کاهش می دهد.}

^{四、طراحی قابلیت اطمینان در سطح سیستم
مدیریت انرژی و حرارتی: طراحی داخلی تراشه برای مصرف انرژی لحظه ای در هنگام عملکرد پالس های LED با جریان بالا حساب می کند. از طریق پین های قدرت بهینه شده و طرح داخلی،آن را به کاهش تقاضا جریان گذرا در منبع تغذیه خارجیطراحی حرارتی آن عملکرد پایدار را در طول کار مداوم طولانی مدت تضمین می کند.}

^{اصلاح خطای دیجیتال و پایداری: رابط ارتباطی I2C و دستگاه حالت داخلی دارای تحمل خطای قوی هستند. در صورت تنظیم مجدد تصادفی یا تداخل با MCU اصلی،تراشه می تواند یک حالت پایدار را حفظ کند و در برابر قفل شدن مقاوم است، افزایش قابلیت اطمینان کلی سیستم جاسازی شده.}

^{ارزش نهایی MAX30100EFD+ در تبدیل سیستماتیک "مقدار سنجی" که یک بار یک عملکرد آزمایشگاهی بود به یک قابلیت سنجش قابل اعتماد قابل استفاده در دنیای واقعی است.فلسفه طراحی آن بر روی حل چالش اصلی دستگاه های پوشیدنی مصرف کننده متمرکز است: چگونگی ارائه داده های فیزیولوژیکی پایدار و قابل اعتماد در شرایط شدید کوچک سازی، هزینه و مصرف انرژی.این فقط یکپارچه سازی کاربردی نیست بلکه یک راه حل سنجش با عملکرد بالا است که برای تولید انبوه و پذیرش گسترده طراحی شده است.، که از طریق بهینه سازی از انتهای به انتهای شامل ساختارهای نوری، فرنت اند های آنالوگ و مدیریت قدرت به دست آمده است.}