受限于測量的條件不能夠像醫(yī)療環(huán)境中那么妥當，且要考慮到整體續(xù)航表現(xiàn)，可穿戴設備對于生命體征監(jiān)測（VSM）的模擬信號前端芯片的要求極高。作為由ADI中國產品事業(yè)部本土設計研發(fā)的生命體征監(jiān)測傳感器模擬前端，ADPD6000有效解決了在可穿戴設備上進行更準確的心率、血氧、心電圖等各種體征信號捕捉的難題，獲得了市場的認可。近日，ADI中國產品事業(yè)部又在ADPD6000的基礎上，推出了新的產品ADPD7000，新增了EDA通道，并且將光學通道數(shù)翻倍。

可穿戴生命體征監(jiān)測，對于模擬信號前端的挑戰(zhàn)

世衛(wèi)組織曾發(fā)布過人的核心五大生理指標：心率、血氧、血壓、呼吸和體溫，而目前所有的這些指標，基本都可以在可穿戴手表上實現(xiàn)監(jiān)測。

據ADI中國產品事業(yè)部高級市場應用經理何源分享，目前可穿戴VSM的成熟應用基于光學和物理電信號兩種不同的原理。心率、血氧等依靠光學來實現(xiàn)感知。其中，通過監(jiān)測血管的光的變化，能提供心率數(shù)值；血氧原理類似，但需要一個紅光和一個紅外光交替進行監(jiān)測。而通過光學感知得到的心率血氧的數(shù)據，疊加上加速度計來判斷人的動作，可以實現(xiàn)睡眠質量等更多健康監(jiān)測應用。此外，通過對于皮膚電等人體物理電的捕捉監(jiān)測，結合心率等數(shù)據，在一系列算法的幫助下，可以實現(xiàn)體脂、情緒壓力等監(jiān)測應用。

可穿戴設備的光學類感知挑戰(zhàn)，來自于對光信號的捕捉。一種典型的情況是，由于不同的膚色對于光線的吸收程度是不一樣的，深色的皮膚會吸收掉更多的發(fā)射光，因此很難接收到反射回的光線，這時候就需要更高靈敏度和更高信噪比的模擬信號鏈路來實現(xiàn)。另一種情況下，光線傳播的路徑中會遇到很多的阻礙，例如更長的皮膚體毛、皮膚上的疤痕、紋身等，這時候皮膚呈現(xiàn)出不均勻的特性，就會對常規(guī)的心率指標監(jiān)測造成困難。何源表示，這時候需要把體毛等動態(tài)“噪聲”，即沒有有效信息的因素蓋掉，過濾出有效信息，這也需要相應的硬件支撐。

對于ECG和PPG的監(jiān)測，挑戰(zhàn)在于可穿戴設備的電極不能做的很大，且接觸的皮膚情況也會有不同的變化。一般而言，醫(yī)院中的ECG設備會使用非常大的電極，采用吸盤緊扣在身上，而且由于病患在檢查時不會亂動，這就形成了一個非常理想的測量環(huán)境。但可穿戴手表通常只有一兩個電極點，電極的面積非常小，并且接觸的皮膚可能是過于潮濕或者極干燥的，這就導致進行組抗測量時，輸入阻抗的變化并不均勻，難免會產生一系列的誤差。

而最新推出的ADPD7000，解決了以上一系列的可穿戴設備的生命體征監(jiān)測難題，并且在ADPD6000的基礎上，實現(xiàn)了諸多提升。

ADPD7000：新增GSR，光學同步采樣翻倍，更高輸入阻抗

從與ADPD6000的對比來看，ADPD7000系列有諸多提升，第一個最明顯的是新增了EDA模擬鏈路，變成了4合1的模擬信號前端；第二個大的提升表現(xiàn)為光學通道方面，LED驅動器從4個變成了8個，同步采樣也從雙通道變成了4通道；第三個明顯的提升是ECG通道，將輸入阻抗從上一代的3GΩ大幅提升到了20GΩ。

所有的提升都著眼于對應用痛點的解決。EDA鏈路的新增，可以讓可穿戴設備實現(xiàn)更準確的壓力、情緒感知。據何源介紹，雖然現(xiàn)在很多的手表也可以測壓力，但這種壓力測量比較粗糙、不夠精細化，而采用ADPD7000之后，通過PPG結合EDA就可以實現(xiàn)一個更精準的判斷。

據悉，皮膚電反應（GSR）是最敏感的情緒反饋之一，也被稱為皮膚電活性（EDA），或者皮膚電導（SC）。GSR來源于皮膚汗腺的自主激活。這個手腳出汗是由情緒刺激引起的：每當我們發(fā)生情緒變化，GSR數(shù)據會顯示出明顯的模式，可以通過觀察來統(tǒng)計量化。

GSR并不是一項新的技術，倒退五六十年，這些技術已經存在，包括在測謊儀上都有具體的應用。ADI此前也有專門推出搭載了EDA模擬鏈路的AFE產品MAX30001。而此次將GSR與PPG、ECG和BIA結合組成四合一的模擬前端，正是迎合了可穿戴設備上對于情緒等應用的監(jiān)測需求。據何源介紹，ADPD7000上的GSR具有更高的動態(tài)范圍，能夠自動切換激勵頻率和幅度，測量范圍和精度也更寬廣。

而LED驅動器的增加和同步采樣數(shù)量提升，能夠更有效地應對光學感知中的噪聲挑戰(zhàn)，實現(xiàn)對于各種不同皮膚不同監(jiān)測條件下的準確數(shù)據捕捉。何源表示，ADPD6000支持的光只有四路，ADPD7000可以支持的通道數(shù)可達八路，未來會更多。綜合來看，目前八路通道數(shù)在性價比、功能性上擁有非常好的平衡點。

將ECG的輸入阻抗提升到20GΩ，也就是200億歐的輸入阻抗，也就意味著ADPD7000有了更好的抗干燥的程序，更高的動態(tài)范圍。何源表示，輸入阻抗做到了20GΩ，大約是上一代的7倍，覆蓋度得到很大增強。面對行業(yè)上的挑戰(zhàn)，ADPD7000在設計時候考慮到了最極端的情況，以實現(xiàn)最大程度的覆蓋度和準確度。

除上述提到的提升外，針對體脂檢測類的應用，ADI也通過軟件和硬件進行了系統(tǒng)性提升。通過硬件上創(chuàng)新的拓撲和軟件上的創(chuàng)新算法，能夠將寄生和不對稱的影響消除掉，得到更為準確的測量結果。何源表示這項技術是非常先進的，針對在可穿戴上進行體脂測量，這是非常有競爭力的方案。

不只是硬件，而是全棧式方案商

“in China for China，是ADI的核心戰(zhàn)略，所以我們也不只是只做芯片這么簡單的，雖然ADI做出了很好的芯片，但芯片要用起來也要結合軟件和算法?！焙卧幢硎?，“我們有自研的算法，剛剛講到的心率、血氧、心率變異性、離腕檢測、房顫、睡眠、血紅蛋白含量等ADI都有自己的算法?！?

在現(xiàn)場我們體驗了采用ADPD7000的手表進行體脂檢測的demo，與8電極的大型體脂秤的檢測數(shù)據幾乎一致。

同時，ADI也積極和生態(tài)伙伴合作，進行軟硬件結合的方案開發(fā)。

據悉，已有算法合作伙伴基于ADI的芯片研究出無創(chuàng)測量血壓或者情緒壓力的方法，適用于非常多的應用場景，比如說智能汽車中的DMS攝像頭監(jiān)測等，這意味著ADPD7000也應用于駕駛疲勞度的提醒。

何源表示，ADI在中國的生態(tài)合作伙伴體系遠遠不是賣貨這么簡單，而是一串包括本地定義、本地設計、本地制造的全鏈條產業(yè)鏈，同時ADI可以配合平臺商的算法實現(xiàn)全棧式方案，有一些廠商的研發(fā)能力不是很強，ADI也可以聯(lián)合方案商合作伙伴為廠商提供支持。

ADI提供的是一套全棧式的方案，這其中包括行業(yè)資源、海內外資源的對接，所以ADI遠遠不只是一家芯片公司，更多地是一個非常值得信賴的合作伙伴。在與國內客戶交流的過程中，可以有很多經驗可以分享給客戶，如果客戶遇到有問題，每一個客戶都有一個專門的人負責，ADI會確保客戶的產品從設計到量產是可以迅速落地的，這也是ADI在國內非常重要的任務。

ADPD7000是ADI中國產品事業(yè)部發(fā)布的全新一款生命體征監(jiān)測模擬信號前端，這展現(xiàn)了ADI中國產品事業(yè)部強大的本土研發(fā)、設計和制造能力。據何源介紹，下一代的產品也已經在路上了。