半导体巨头Maxim的可穿戴医疗设备指导法则

    可穿戴设备的爆发推动了可穿戴医疗设备市场的大踏步前进，在这个领域，很多公司已经将新产品推向市场。越来越多的公司正在凭借能够测量心率、睡眠质量乃至血液中营养水平的设备进入该市场。随着诸如Nike、Jawbone、FitBit、iHealth及其他厂家的产品为人们提供帮助其衡量和管理健身水平的数据，消费者对健身类可穿戴设备的需求持续增长。　　

同时作为物联网（IoT）的关键环节或人机接口，可穿戴设备能够利用物联网将采集到的个人数据以连续方式传输至云端，实现实时监测。可穿戴设备仅仅是充分利用互联网连通性优势的众多设备之一。但这种连通性是有代价的：隐私。为确保隐私安全，需要强大的安全措施，防止数据和个人信息被窃取。 

为了更好的采集和传送数据，我们对可穿戴设备的感器、计算、通信和电源管理等诸多技术有着更高级别的需求。　　

作为模拟行业的领导者，最早切入可穿戴市场的半导体厂商之一，Maxim利用自身的技术优势为可穿戴设备在医疗中的应用保驾护航。　　

对可穿戴设备而言，采集到尽可能多的准确数据，是可穿戴医疗应用的最重要一环，这就依赖于高精度的模拟采集前端，那么传感器所起的作用则是无可替代。同时可穿戴设备还有对数据进行处理、对数据的安全执行保护等方面的要求。这就要求厂商在各个环节进行优化设计。　　

根据Maxim的说法，超低功耗模拟测量电路、低功耗微控制器上运行的先进的处理和motion rejection算法是实现可穿戴传感器的第一步，因为来自患者或使用者的信号通常很小，且充满需要滤除的模拟噪声信号。同时在滤除噪声后，鉴于数据反映的是最为隐私的个人信息，因此必须加以安全保护，以防被他人获取。通过先进的加密技术对数据进行安全保护后，将数据通过短距离无线连接发送至手机。内部电池的高效电源管理（如：Maxim的ModelGauge）和能量收集技术可使传感器长时间保持工作。　　

而Maxim在这些方面有着自己独到的见解和尝试：　　

（1）超低功耗模拟测量　　

模拟电路是来自现实世界的信号与微控制器的接口。低功耗、高精度放大器（如：Maxim的MAX9617系列）具有低功耗、低噪声、零失调和超小尺寸封装等特性。该系列放大器能够最大程度地减小方案尺寸、并且在整个工作过程中无需校准。　

（2）先进的处理/算法　　

Maxin认为，借助医学研究工作者在过去的十年内努力使机器在医疗领域发挥更大的作用，发展出了能够准确识别人体相关信息的算法。凭借这些成果，可以使用简单的微控制器对人体信息进行收集和预处理，为专家诊断做准备。　　

（3）低功耗微控制器　　

集成微控制器的功耗不断降低，使得采用单节锂电池支持超长时间工作成为可能。Maxim的MAXQ系列微控制器理想用于电池直接供电的应用，强大的计算能力能够支持现今先进的算法。该系列微控制器能够无缝连接至低功耗、短距离无线装置，如：蓝牙或ANT+。

（4）安全　　

上文说到，由于个人隐私需求，可穿戴设备采集到的个体数据，要保证其安全性。而目前有多种方法可用于对从患者或用户端收集的数据进行安全保护。　　

Maxim在安全微控制器市场居于领先地位，其所提供的医疗应用方案（如：DS28E01）可用于现今多种不同类型的医用设备。随着可穿戴电子设备市场的增长，信息的安全保护和无线通信将成为必备要素。　　

（5）能量收集　　

可穿戴设备的能耗问题一直是各大厂商关注的重点。Maxim指出，得益于前面提到的设备在降低功耗方面的成绩，从各种能量源（如：太阳能、热能或压电传感器）收集的能量有了用武之地。Maxim的MAX17710能量收集充电器和保护器能够将收集的能量加以利用。在未来5年内，微型收集源将使这种技术成为主流。　　

根据目前的发展状况，上述技术的融合是可穿戴电子设备的发展趋势。　　

现在，设计一个仅靠单个锂纽扣电池供电的设备（如：无线ECG、心率、氧含量、呼吸、体温监测设备）已经成为现实。测量来自传感器的信息、对其进行数字化、然后发送至手机、进而传输给医生。这样就可以进行下一阶段的数据处理，疾病检测、预防和建议等。　　

在谈完其在可穿戴设备的初步见解后，Maxim再次强调其可穿戴设备市场策略：那就是生产最低功耗、最安全和最高精度的设备。低功耗可降低体积和成本；安全性确保数据安全，使信息不会被篡改，进而避免对人们造成伤害；高精度确保获得正确结果并采取正确措施，例如进行药物治疗时。　　

Maxim拥有72种产品技术，通过整合，将这些技术集成至小巧、低功耗器件内，形成我们非常具有特色的健康平台。我们也正在开发支持这一技术的算法和软件，使其适用于每天活动量较大的人群。　　

同时Maxim还专注于可靠的通信（与手机或中央数据聚合器）、高精度模拟（以获得正确的体征读数）以及安全信息（以保护人员）。而所有这些都建立在最低功耗和最小封装的设计基础之上。　　

当然，现在医生从病患处获得的信息是不充足的。在收到的健康问题中，接近80%的病例未找到根本原因，为病人开出的药物往往并不是他/她所需要的。这些药物对病情可能并无疗效。　　

但如果医生掌握了病人数天或数周内的信息，就能够发现生命体征的变化趋势，从而做出更合理的诊断。人们就有希望获得更好的治疗。手机是通往云端的大门，大型数据服务器将记录和处理来自于病患的健康信号。当需要专业医疗介入或者希望通过了解数据来停止治疗时，服务器就会向医生发出通知。　　

为了实现上面的医生和患者之间的通信，Maxim在中央服务器和通信技术设施领域也有提供自身的方案。他们提供了大量适用于企业、电信、无线网络及服务器的标准和专用产品。　　

这些器件可提高网络的数据率和通信可靠性，帮助其实现无可挑剔的服务质量、7×24小时无故障运行能力。Maxim很自豪能够提供失效率极低的方案，确保全球数据网络每天无故障运行。　　

凭借在产业链中各个环节做出的贡献，相信Maxim能够很快带领我们全面踏进这个可穿戴的奇妙世界。