全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商英飛凌（Infineon）近日宣布與Blumio公司達(dá)成協(xié)議，雙方將基于英飛凌Xensiv毫米波雷達(dá)芯片組，聯(lián)合開(kāi)發(fā)可穿戴式血壓傳感器。這種新型傳感器有望實(shí)現(xiàn)無(wú)需佩戴袖帶的血壓連續(xù)精確測(cè)量，造福可穿戴心血管監(jiān)測(cè)市場(chǎng)。
該項(xiàng)目將整合英飛凌的雷達(dá)傳感器專業(yè)技術(shù)和Blumio公司的軟件技術(shù)。結(jié)合雙方技術(shù)優(yōu)勢(shì)的套件有望更方便地集成進(jìn)入血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。
“血壓是衡量個(gè)體健康水平的最重要指標(biāo)之一。”Blumio創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Catherine Liao表示，“人體的任何狀況都會(huì)引起血壓的波動(dòng)，無(wú)論是來(lái)自人體內(nèi)部的影響還是對(duì)外部刺激的響應(yīng)。”
與Blumio的合作，展示了英飛凌通過(guò)其硅谷創(chuàng)新中心（Silicon Valley Innovation Center, SVIC）支持創(chuàng)新型初創(chuàng)企業(yè)所做的努力，該中心一直致力于開(kāi)發(fā)尖端技術(shù)，使我們的生活更輕松、更安全、更環(huán)保。通過(guò)SVIC，英飛凌正推動(dòng)區(qū)域初創(chuàng)企業(yè)的發(fā)展，將新技術(shù)不斷推向市場(chǎng)。
英飛凌60 GHz毫米波雷達(dá)芯片組
用雷達(dá)技術(shù)測(cè)量血壓
了解人體血壓的變化情況，掌握準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)血壓的能力，對(duì)于人體健康至關(guān)重要。現(xiàn)在，我們可以看到很多佩戴Fitbit等智能手環(huán)或Apple Watch智能手表的用戶，以記錄他們的心跳和睡眠。但是，這些可穿戴智能設(shè)備仍然無(wú)法跟蹤人體血壓。當(dāng)前，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)血壓的唯一方法，還是需要利用傳統(tǒng)充氣和放氣的袖帶式血壓測(cè)量設(shè)備。
Catherine Liao說(shuō)：“如果我們想要監(jiān)測(cè)人體一天的血壓波動(dòng)，那我們必須整天佩戴袖帶式血壓設(shè)備，大約每半小時(shí)測(cè)量一次血壓。”
Catherine Liao接著說(shuō)，“在可穿戴設(shè)備上我們可以看到的ECG傳感器和光學(xué)傳感器，它們都無(wú)法直接告訴用戶它們的測(cè)量結(jié)果，以及心血管系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生了什么。ECG測(cè)量的是心跳的電信號(hào)，而光學(xué)傳感器測(cè)量的是流經(jīng)的血液量。”
英飛凌和Blumio的合作將帶來(lái)一款采用雷達(dá)傳感器技術(shù)，無(wú)需袖帶測(cè)量血壓的解決方案，可以實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)的人體血壓監(jiān)控。
與被動(dòng)紅外（PIR）技術(shù)相比，這種雷達(dá)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用方面具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更高的精度和更精確的測(cè)量，為各個(gè)領(lǐng)域的新解決方案開(kāi)辟了可能。
“我們一直在探索如何使用雷達(dá)來(lái)測(cè)量非常、非常近物體的微小運(yùn)動(dòng)。我相信大家都曾經(jīng)試過(guò)用手指按住手腕或脖子來(lái)感受并測(cè)量我們的心率。這種脈搏的力度是由穿過(guò)我們血管的血流壓力所引起的，從血管向外一直傳播到皮膚表面。”Catherine Liao說(shuō)。
過(guò)去二十年來(lái)，體積鉗法（Volume Clamping）和動(dòng)脈張力法（Applanation Tonometry）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)需袖帶測(cè)量血壓。不過(guò)，在醫(yī)院之外，這些技術(shù)的接受度有限。
目前市場(chǎng)上有幾家初創(chuàng)公司正在嘗試通過(guò)結(jié)合ECG和光體積描記法（PPG）傳感器來(lái)估算血壓，以替代傳統(tǒng)的袖帶式血壓監(jiān)測(cè)，但是，要想獲得足夠“干凈”的準(zhǔn)確信號(hào)還需要克服很多困難。基于光學(xué)的解決方案還會(huì)受到外部光線變化或紋身等膚色的干擾問(wèn)題。
雷達(dá)不同于其它技術(shù)，它不會(huì)受到膚色或環(huán)境光變化的影響。通過(guò)使用高靈敏度的低功耗毫米波雷達(dá)芯片組，測(cè)量人體目標(biāo)區(qū)域反射的電磁波，可以捕捉并記錄與呼吸或血液循環(huán)相對(duì)應(yīng)的人體微動(dòng)信號(hào)。
人體的每一次心跳，脈搏都會(huì)沿著動(dòng)脈傳播，并在皮膚表面產(chǎn)生非常微小的運(yùn)動(dòng)。利用雷達(dá)可以捕捉這些運(yùn)動(dòng)并將其轉(zhuǎn)換成波形。然后利用算法對(duì)獲得的脈沖波形進(jìn)行分析，可以提取血壓和其它心血管指標(biāo)。
雷達(dá)測(cè)量血壓的原理
英飛凌和Blumio的合作
英飛凌和Blumio開(kāi)發(fā)的傳感器旨在克服目前市場(chǎng)在售產(chǎn)品技術(shù)的局限性，無(wú)需直接持續(xù)的接觸人體。
主要的挑戰(zhàn)在于信號(hào)的捕捉和檢測(cè)，即確保傳感器放置在正確的位置以捕捉動(dòng)脈的脈沖，并確保雷達(dá)傳感器足夠靈敏，能夠準(zhǔn)確捕捉這些細(xì)微的運(yùn)動(dòng)。第二個(gè)挑戰(zhàn)還在于能否辨別并過(guò)濾與脈搏無(wú)關(guān)的運(yùn)動(dòng)偽影。一旦這些問(wèn)題得到解決，雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)就可以體現(xiàn)出來(lái)了，它能夠無(wú)需壓力接觸提供高速信號(hào)采集，實(shí)現(xiàn)全天多次測(cè)量。
Catherine Liao說(shuō)：“現(xiàn)在，第二個(gè)挑戰(zhàn)必須切實(shí)解決。我們?nèi)绾闻袛嗾跍y(cè)量的是實(shí)際信號(hào)？在這方面，我們花費(fèi)了大部分時(shí)間。對(duì)于任何科學(xué)研究，我們必須用已知的參考來(lái)驗(yàn)證我們捕捉的信號(hào)。”
Catherine Liao說(shuō)：“我們做了大量工作捕捉盡可能多的數(shù)據(jù)，并與袖帶式血壓計(jì)信號(hào)進(jìn)行比較，從而不斷完善算法。”
Blumio的傳感器利用雷達(dá)捕捉人體的心血管信號(hào)，可以提取脈搏率、血壓和脈搏波速（動(dòng)脈硬化測(cè)量）等心血管指標(biāo)。它可以在任何可以感知脈沖的地方接收信號(hào)，為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)或集成到現(xiàn)有產(chǎn)品提供了廣泛的靈活性。該傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，適用于可穿戴應(yīng)用。
Blumio和英飛凌正在一起努力完善傳感硬件及其測(cè)量誤差。其傳感器無(wú)需佩戴傳統(tǒng)血壓計(jì)的袖帶，可以全天連續(xù)測(cè)量血壓，從而更好地為用戶提供心臟健康管理。接近無(wú)感測(cè)量，使其無(wú)論是白天還是晚上都可以佩戴。
