【導讀】隨著12月7日國家“新十條”防疫政策的發布，動態清零時代已成過去， 各地防疫全麵放開的情況下
，各地新冠陽性人員比例先後進入高峰期

， 其中大部分人員經過感染和自然免疫的過程可以安全度過感染和痊愈的過程， 但對少部分有基礎疾病或免疫力低的人群
，會有轉入重症的可能，對重型病人的分型，國家衛健委《新型冠狀病毒肺炎診療方案》的臨床分型指導如下：

成人符合下列任何一條：

1. 出現氣促，RR≥30 次/分；

2. 靜息狀態下

，吸空氣時指氧飽和度≤93%；

3.動脈血氧分壓（PaO2）/吸氧濃度（FiO2）≤300mmHg （1mmHg=0.133kPa）； 

   高海拔（海拔超過 1000 米）地區應根據以下公式對 PaO2/FiO2進行校正:

   PaO2/FiO2×[760/大氣壓(mmHg)]。

4.臨床症狀進行性加重，肺部影像學顯示 24～48 小時 內病灶明顯進展>50%者。

兒童符合下列任何一條：

 1. 持續高熱超過 3 天；

 2. 出現氣促（＜2 月齡，RR≥60 次/分；2～12 月齡
，RR ≥50 次/分；1～5 歲

，RR≥40 次/分；＞5 歲，RR≥30 次/ 分），除外發熱和哭鬧的影響
；

 3. 靜息狀態下

，吸空氣時指氧飽和度≤93%
；

 4. 輔助呼吸（鼻翼扇動
、三凹征）
；

 5. 出現嗜睡
、驚厥；

 6. 拒食或喂養困難，有脫水征。

對(dui)成(cheng)人(ren)和(he)兒(er)童(tong)的(de)分(fen)型(xing)指(zhi)導(dao)，指(zhi)氧(yang)飽(bao)和(he)濃(nong)度(du)都(dou)作(zuo)為(wei)直(zhi)接(jie)的(de)判(pan)斷(duan)依(yi)據(ju)，而(er)且(qie)相(xiang)對(dui)於(yu)其(qi)它(ta)診(zhen)療(liao)手(shou)段(duan)，指(zhi)夾(jia)式(shi)血(xue)氧(yang)儀(yi)是(shi)家(jia)庭(ting)或(huo)個(ge)人(ren)更(geng)容(rong)易(yi)獲(huo)得(de)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)檢(jian)測(ce)方(fang)式(shi)，可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)檢(jian)測(ce)身(shen)體(ti)狀(zhuang)況(kuang)，及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)轉(zhuan)為(wei)重(zhong)型(xing)的(de)可(ke)能(neng)，為(wei)及(ji)早(zao)治(zhi)療(liao)贏(ying)得(de)時(shi)間(jian)。指(zhi)夾(jia)式(shi)脈(mai)搏(bo)血(xue)氧(yang)儀(yi)在(zai)目(mu)前(qian)的(de)形(xing)勢(shi)下(xia)獲(huo)得(de)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)用(yong)戶(hu)的(de)關(guan)注(zhu)，有(you)些(xie)品(pin)牌(pai)的(de)產(chan)品(pin)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)供(gong)不(bu)應(ying)求(qiu)的(de)情(qing)況(kuang)。

上海泰矽微電子已成熟大規模量產的單芯片高性能專用信號鏈SoC TCAS24和高性能指夾式血氧儀參考方案助力血氧儀產品開發，為大眾的生命健康貢獻自己的一份力量。TCAS24已yi大da規gui模mo應ying用yong於yu多duo個ge頭tou部bu品pin牌pai指zhi夾jia式shi血xue氧yang儀yi產chan品pin

，憑ping借jie高gao性xing價jia比bi和he較jiao之zhi傳chuan統tong方fang案an更geng高gao的de測ce量liang精jing度du正zheng在zai進jin入ru更geng多duo品pin牌pai廠chang商shang，交jiao鑰yao匙chi式shi參can考kao方fang案an提ti供gong包bao括kuo所suo有you的de硬ying件jian和heSDK開源資料，配套開發和生產文檔及工具，節省客戶的開發和測試時間，產品上市周期大大縮短。與此同時泰矽微也可通過第三方IDH提供完整方案或產品，形成芯片，解決方案和產品三維一體的全方位支持模式。

脈搏血氧儀測量原理

脈搏血氧儀使用可發射紅光和紅外光的低壓發光二級管(LEDs)作為發光源。發射光穿透生理組織，然後由光電接收器件檢測轉換並發送到脈搏血氧的微處理器中。人體的靜脈血、動脈血和其它生理組織的光吸收特性，如下圖所示：

圖1 組織光吸收特性

搏動的動脈血引起去氧血紅蛋白(Hb)和含氧血氧蛋白(HbO2)的在吸收光路上的變化。由於Hb和HbO2的光吸收度不同，因此這種吸收變化在紅光和紅外光上進一步轉換為體積描記波形。基於Beer-Lambert定律

，紅光和紅外光描記波信號幅度的關聯進一步形成動脈氧飽和度。

臨床痛點

1.適用性

膚色漸變跨度為白色、黃色、heise，butongfuseduiguangdexishouliangbutong

，fuseyueshen，guangxishouliangjiuyueda。tongyangde，butongcuxideshouzhiduiguangdexishouliangyebutong，zhuanyeshangyongguanzhudulaibiaozheng。yinci，xueyangyizaishejishangxuyaodongtaitiaojieguangdeqiangruo，yishiyingbutongguanzhudu
，quebaoceliangjingdu。zheyiweizhezaizhuanhuanguangqiangduweishuzixinhaoshi，MCU的采樣精度需要足夠高，且動態範圍要足夠大，既能掃描全範圍的信號，又能準確識別出信號的波動特征。基於泰矽微TCAS24芯片的采樣信號
，灌注性能可以下探到0.1%，遠超目前主流家用產品的相應性能指標，可以很好的覆蓋家用環境的應用。

2.抗運動性能

目前絕大多數血氧儀在算法上主要分為兩種：時域和頻域。

基(ji)於(yu)時(shi)域(yu)的(de)算(suan)法(fa)具(ju)有(you)出(chu)值(zhi)快(kuai)

，動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)高(gao)的(de)優(you)勢(shi)，但(dan)是(shi)抗(kang)運(yun)動(dong)性(xing)能(neng)比(bi)較(jiao)差(cha)，主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)運(yun)動(dong)幹(gan)擾(rao)經(jing)常(chang)會(hui)汙(wu)染(ran)時(shi)域(yu)信(xin)號(hao)特(te)征(zheng)
，導(dao)致(zhi)生(sheng)理(li)信(xin)號(hao)被(bei)隨(sui)機(ji)的(de)運(yun)動(dong)幹(gan)擾(rao)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang)到(dao)準(zhun)確(que)度(du)。導(dao)致(zhi)單(dan)純(chun)使(shi)用(yong)時(shi)域(yu)算(suan)法(fa)是(shi)無(wu)法(fa)在(zai)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)中(zhong)提(ti)取(qu)有(you)效(xiao)的(de)生(sheng)理(li)信(xin)號(hao)並(bing)計(ji)算(suan)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)的(de)
，最(zui)終(zhong)表(biao)現(xian)為(wei)血(xue)氧(yang)參(can)數(shu)或(huo)脈(mai)率(lv)參(can)數(shu)計(ji)算(suan)不(bu)準(zhun)確(que)
，甚(shen)至(zhi)是(shi)無(wu)法(fa)輸(shu)出(chu)結(jie)果(guo)。

jiyupinyudesuanfanenggouhenhaodechuliyundongganraoduiyouxiaodeshenglixinhaodeyingxiang，danshixuyaotongguoyidingdecaijiyangbencainengshixian
，zheyangjiuhuidaozhichuzhiman
，dongtaixiangyingcha。

泰矽微方案采用了時域加頻域相結合的算法設計，結合當前測試的脈率和PI值範圍動態切換時域和頻域的處理，確保算法在動態響應和出值準確度方麵達到最佳的權衡。

泰矽微通過結合高精度信號鏈芯片和專利算法設計，有效的解決了臨床痛點，即可滿足不同膚色、不同粗細手指即不同灌注率下的測量
，又能支持抗運動幹擾，可以實現血氧脈搏的穩定高精度測量。

圖2 算法示意圖

硬件架構

●   電源模塊：電池采用2節AAA電池供電，經DCDC升壓至3.6V，再通過1路LDO降壓3.3V確保隨電池電量降低後主控芯片供電電壓的穩定

●   發光模塊：發光部分通過MCU控製發光序列和驅動電壓信號，通過一對H橋切換開關實現紅光LED與紅外光LED的正反切換點亮

●   接收模塊：PD信號經片上集成TIA  IV轉換將微弱的電流信號轉換為電壓信號，經片上集成1級運放處理後，送至MCU采樣。MCU內含14位高精度SARADC實現模數轉換

顯示模塊：支持OLED顯示屏和LED顯示屏

圖3 硬件設計框圖

軟件架構

指夾血氧儀軟件架構如圖所示

，各個單元功能如下所示：

●   MCU主控：所有單元的運行載體，通過中斷任務調度，實現各單元有序執行

●   采樣處理單元：完成生理信號采樣和噪聲預處理，並輸送給算法單元

●   血氧算法單元：完成生理信號的實時處理，並輸出測量結果

●   按鍵處理單元：響應用戶觸發的按鍵消息
，實現人機交互功能

●   GUI顯示單元：提供參數顯示、功能設置、趨勢瀏覽等交互功能

圖4 軟件架構示意圖

泰矽微方案優勢

上海泰矽微指夾血氧儀解決方案(泰矽微TCAS24)，具備如下諸多優勢：

●   弱灌注性能：0.1%，遠優於目前家用血氧儀性能

●   抗運動性能：獨有的抗運動設計
，即使在運動情況下也能準確識別生理信號

●   高集成度：TCAS24集成了2路OPA
、TIA
、VDAC、PGA等信號鏈外設，軟件配置即可實現各種信號鏈外設的內部電路組合，在降低了綜合成本的同時，硬件也更加簡潔，易開發

●   高精度SARADC：高精度的14 bit ADC性能確保了無論是在哪種膚色
、測量部位下，都能準確無誤的獲取生理信號

，確保了生理檢測的準確性

●   超低功耗：TCAS24的電源域設計有效降低了睡眠模式下的功耗
，其獨有的Tinywork專利技術則可有效降低動態功耗
，延長電池的使用時間。

來源：泰矽微

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