PPG a EKG patří k sobě. Nejlépe pod jednou střechou

Lidé generují spoustu dat už jen tím, že prostě „jsou“. Možná si to neuvědomují, ale takové údaje pro ně mohou být doslova srdeční záležitostí.

I senzor může být „bio“

Zajistit na mobilních, bateriově napájených zařízeních fotopletysmografická měření PPG souběžně s elektrokardiogramem EKG bude nyní ještě snazší. Mohou za to nové obvody MAX86150 z dílny Maxim Integrated Products představené začátkem roku [1]. Moduly biosenzoru, prvního svého druhu, tvoří dle blokového diagramu na obr. 2 též vlastní svítivé diody (červená + IR) následované fotodetektorem pro viditelnou a také infračervenou oblast spektra. Vše pak doplňují struktury analogového front-endu AFE s přístrojovým zesilovačem, PGA nebo 18bitovým A/D převodníkem typu delta-sigma vyhrazené již ke snímání EKG. Výsledkem se tak ve shodě s americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv FDA stávají ještě přesnější výstupy, za které může chytrá elektronika vděčit miniaturním optickým modulům OLGA o rozměrech 3,3 × 5,6 × 1,3 mm a s 22 vývody.

Zajištění synchronizovaných měření pod hlavičkou PPG a EKG se dříve komplikovalo kvůli nutnosti osadit dvojí samostatné biosenzory, které dohromady na desce zabíraly nejen větší plochu, ale vyžadovaly i více energie. Jakoby to stále nestačilo, samozřejmostí zde nebyly ani přesné výstupy, zvláště když citlivost snímače mohly ovlivňovat nízké úrovně perfuze, nebo jen suchá kůže. S tím vším se musely obvody MAX86150 zdárně vypořádat [2]. Souběžně pracující modul lze proto softwarovou cestou i vypínat a počítat přitom s odběrem ISHDN na typické úrovni 0,5 μA. Napájecí hladiny tak mohou zůstat aktivní bez omezení. Zkoumání elektrokardiogramu výrobce optimalizuje s ohledem na suché elektrody, zatímco činitel CMRR (Common Mode Rejection Ratio) zde bude dosahovat až 136 dB. Budič LED s vysokým dynamickým rozsahem dokáže dále zajistit průtoky o velikosti až 100 mA, čímž napomáhá při zajišťování vyšší citlivosti navzdory různým typům pokožky. K tomu všemu vnitřní struktura obvodů vyžaduje napájecí napětí 1,8 V spolu se samostatným zdrojem 3,3 V určeným právě pro interní LED. Veškerá komunikace s modulem jinak zůstává v režii standardního rozhraní kompatibilního s I²C. Při odběru 1000 kusů si na jedno vyhotovení čidla připravíme 2,5 dolaru, přičemž vývojový kit pak vychází na 60násobek.