液位變送器成為我們健康的焦點(diǎn)，突出了我們可以采取的行動(dòng)，以指導我們的日�；顒�(dòng)和習慣。
Maxim在加利福尼亞州圣何塞舉行的液位變送器博覽會(huì )暨會(huì )議上的演講中，Maxim工業(yè)與醫療保健業(yè)務(wù)部執行總監Ian Chen討論了光學(xué)方法如何應用于生物分析功能。
他指出，在使用光學(xué)傳感時(shí)，我們會(huì )密切關(guān)注諸如光強度，是否檢測到熒光，變化的光行為和干涉圖樣等領(lǐng)域，以確定光路如何變化
經(jīng)常遇到的傳感系統的一個(gè)例子是標準的家用煙霧液位變送器。這些通過(guò)估計遮擋光學(xué)室中的光的粒子進(jìn)行操作。但是，由于這些系統將任何阻擋光線(xiàn)的東西歸類(lèi)為煙霧，因此它們很容易受到誤報的影響。
與此相反，智能的光感煙霧液位變送器利用了這樣的事實(shí)，即光會(huì )根據顏色而散射，因此會(huì )在液位變送器內使用兩種顏色的光，因為煙霧被捕獲在露天環(huán)境中，因此反應更快。這種類(lèi)型的設備也很耐用，因為液位變送器可以密封。
當用于健康相關(guān)功能時(shí)，在分析通過(guò)或返回的光以確定組織中正在發(fā)生的事情之前，通過(guò)將光照射到人體組織中來(lái)實(shí)現光學(xué)心率監測。綠色LED是此方法#常用的光源。
吸收或反射的光量可能會(huì )隨心臟搏動(dòng)而進(jìn)入動(dòng)脈的血液量而變化。當檢測到光時(shí)，信號將確定與人類(lèi)心跳一致并同步的信號。這種技術(shù)的難點(diǎn)在于，皮膚是極易變化的，其組成因人而異。
構成我們皮膚的許多組織的每一層都有其自身的反射和透射指數。因此，光學(xué)設計軟件將光學(xué)心率監測器數據與組織的CAD模型結合起來(lái)進(jìn)行研究。
超越心跳
PPG是通過(guò)光學(xué)手段獲得的體積描記圖，可提供體積測量值，通常用于可穿戴設備（如健身追蹤器）中以監測生命體征。檢測到的光電體積描記圖（PPG）信號的強度和質(zhì)量將受到以下因素的影響：皮膚。
因此，此類(lèi)設備的開(kāi)發(fā)人員必須考慮可能影響所接收信號強度的因素，例如設備的移動(dòng)，氣隙或覆蓋信號的玻璃。
脈沖比心跳保存更豐富的數據，并且在檢查信號的波形時(shí)，每種功能都可以提供更多信息。毛細血管是多維的好奇心，使用光檢查毛細血管只能提供一維表示。機器學(xué)習使我們能夠在使用此信息獲得對患者的其他見(jiàn)解之前，檢查脈沖的形狀，并注意峰的高度和潛伏時(shí)間。
當然，設計師無(wú)法控制皮膚的特性。但是，他們可以通過(guò)系統設計來(lái)操縱灌注指數（PI）。PI是指PPG信號的交流部分和直流部分之間的比率。Chen向聽(tīng)眾闡述了PI可以在可穿戴設備等設備的機械設計中得到#大化。
為了說(shuō)明，可穿戴設備可以通過(guò)使用多個(gè)LED或光電液位變送器，使其不易受到不明顯運動(dòng)的影響。
除此之外，還可以通過(guò)使用貼片或入耳式設計（而非手表格式）來(lái)#大程度地降低機芯的影響。
通過(guò)機器學(xué)習檢查心率或PPG信號提供了一種額外的方法，可以了解更多有關(guān)噪聲的信息，并隨后對其進(jìn)行解釋。
使用多個(gè)液位變送器也可以帶來(lái)好處。Chen指出，IC在評估液位變送器時(shí)應考慮許多因素。LED驅動(dòng)器的噪聲和線(xiàn)性度是在傳輸路徑上需要注意的關(guān)鍵區域，因為L(cháng)ED功率信號中的任何噪聲都會(huì )對LED信號的功率產(chǎn)生影響。
另一方面，在檢查接收路徑時(shí)，必須考慮環(huán)境光消除，高信噪比和寬信號范圍。Chen解釋說(shuō)，Maxim的環(huán)境光消除由于其雙重方法而具有意義：
1.模擬粗略抵消。在此處，在關(guān)閉LED的同時(shí)檢測環(huán)境光水平，然后在對PPG信號進(jìn)行采樣之前從光電檢測器的輸出中減去該水平。為了避免使轉換器飽和，在采樣之前還抽取了粗略的直流信號。
2.數字罰款取消。此處是LED熄滅的地方，采樣時(shí)會(huì )消除殘留的DC，AC和1 / F噪聲。
Chen隨后闡述了光學(xué)傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，并指出所開(kāi)發(fā)的每一代設備如何提供更高水平的功耗。隨著(zhù)功耗的降低，諸如液位變送器融合之類(lèi)的功能也隨之增加。
“當我們研究液位變送器融合時(shí)，有兩個(gè)想法可以提出�？纱┐魇揭何蛔兯推骺梢杂脕�(lái)監視心跳或血壓，也可以用來(lái)為用戶(hù)提供連續的信息。” Chen指出，這兩種用法都是可以接受的，但需要的功率水平卻大不相同。
信息使shijie更健康
在結束演講時(shí)，Chen討論了我們#偉大的技術(shù)的不可見(jiàn)性，并指出我們如何看待非常復雜的天氣預報技術(shù)系統，該系統需要大量的液位變送器，作為一組簡(jiǎn)單的數據來(lái)告知我們如何那天#好穿。
他寄希望于看到可穿戴式液位變送器以這種方式用于改善人類(lèi)生活，并創(chuàng )建了一個(gè)系統，我們可以在其中開(kāi)發(fā)可與之交互的可穿戴式健康液位變送器。例如，Alexa，您正在運行的應用程序或其他運行狀況應用程序；允許我們將健康數據用作可以采取行動(dòng)的實(shí)用信息，就像天氣預報一樣。
在結束演講時(shí)，Chen邀請聽(tīng)眾考慮他們想共同致力于哪些類(lèi)型的創(chuàng )新，以及如何共同采取下一步行動(dòng)。很明顯，有關(guān)我們的健康狀況的豐富數據可能對所有人都有益。
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