藍(lán)牙BLE技術(shù)監(jiān)測(cè)體脂和血氧數(shù)據(jù)方案

中國(guó)正加速進(jìn)入老齡化社會(huì)，而 65 歲以上老齡人口的冠心病、高血壓、糖尿病等慢性疾病的患病率是 15~45 歲人口的 3~7 倍，造成醫(yī)療資源的嚴(yán)重短缺。對(duì)老齡人口進(jìn)行慢性病監(jiān)測(cè)、提供醫(yī)療健康保障尤為重要。

國(guó)家工業(yè)與信息化部、科技部等分別將個(gè)人醫(yī)療監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程診斷等列入“十二五”規(guī)劃的發(fā)展重點(diǎn)，并且提供相應(yīng)資金資助。衛(wèi)生部也發(fā)起和贊助了一些合作醫(yī)療服務(wù)示范工程內(nèi)的移動(dòng)醫(yī)療示范項(xiàng)目。

藍(lán)牙 4.0是藍(lán)牙3.0+HS 規(guī)范的補(bǔ)充，有雙模和單模之分。藍(lán)牙 4.0 雙?？梢韵蛳录嫒菟{(lán)牙 3.0 和藍(lán)牙 2.1;藍(lán)牙 4.0 單模就是 BLE(Bluetooth Low Energy)，其特點(diǎn)是功耗更低，可以使電池的使用時(shí)間更長(zhǎng)，成本更低且傳輸距離更遠(yuǎn)。專(zhuān)門(mén)面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無(wú)線(xiàn)方案。

結(jié)合藍(lán)牙技術(shù)的血氧和體脂監(jiān)測(cè)方案，利用分析應(yīng)用到人體的電信號(hào)變化采集體脂信息，通過(guò)分析接收到的 LED數(shù)據(jù)采集血氧信息，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，顯示出體脂、血氧數(shù)據(jù)，以及血氧含量的實(shí)時(shí)波形。

【展示板照片】

【方案方塊圖】

【系統(tǒng)功能】

① 體脂信號(hào)測(cè)量：使用 AFE4300 作測(cè)量體脂的模擬前端，經(jīng)過(guò)內(nèi)部 DDS 、 DAC 產(chǎn)生的正弦電

流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器后輸出，應(yīng)用到兩個(gè)測(cè)量端子之間的人體上，得到電信號(hào)，再利用 SPI 接口

將數(shù)據(jù)發(fā)送到 MSP430 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;

② 血氧信號(hào)采樣：使用 AFE4400 作測(cè)量血氧的模擬前端，由內(nèi)部 LED 驅(qū)動(dòng)連接外部 LED ，發(fā)

射光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)測(cè)量物體后，分析發(fā)光二極管接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得到血氧含量;

③ 信號(hào)數(shù)據(jù)顯示：通過(guò) MSP430 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并于在 LCM 顯示體脂、血氧數(shù)據(jù)，以及血氧含量的

實(shí)時(shí)波形變化描繪;

④ 信號(hào)數(shù)據(jù)傳送：將血氧和體脂數(shù)據(jù)通過(guò) CC2541 的 BLE 模塊發(fā)送至藍(lán)牙設(shè)備。

【方案特性】

① 體脂測(cè)量采用 TI AFE4300 ，集成了兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)鏈，一個(gè)針對(duì)重量測(cè)量，另一個(gè)針對(duì)身體成

分分析，二者之間采用 16 位 860 sps 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 進(jìn)行多路復(fù)用。該器件的 3 個(gè) BCM

通道可在人體四肢間進(jìn)行分段阻抗分析 (BIA)，全面了解身體組成成分。

② 血氧測(cè)量采用 TI AFE4400, 其接收路徑包含可編程互阻抗放大器(TIA)、環(huán)境噪聲消除電路以及

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。發(fā)送路徑則包含LED驅(qū)動(dòng)器和電流高達(dá) 150 mA的可編程8位電源。在單個(gè)器件

中集成收發(fā)路徑，可顯著減少器件設(shè)計(jì)所需的時(shí)間和板級(jí)空間。

③ 數(shù)據(jù)處理采用 TI MSP430 16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集(RISC)的混合信號(hào)處理器。

④ 藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸采用 TI CC2541 藍(lán)牙 4.0 單模低功耗片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。