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Es geht auch ohne Messmanschette

02. März 2020, 10:43 Uhr   |  Engelbert Hopf

Es geht auch ohne Messmanschette
© Maxim Integrated Products

Ein vollständig integriertes optisches Sensormodul in Kombination mit einem Mikrocontroller-Sensor-Hub und einem Sensoralgorithmus erlauben, integriert in ein Smartphone oder Wearable, eine manschettenlose, sehr genaue Messung des Blutdrucks.

Hochintegrierte optische Module und einsatzbereite Algorithmen im Sensor-Hub-IC ermöglichen es Systementwicklern, mit einem Referenzdesign von Maxim einfach eine fingerbasierte Blutdruckmessung in ihre Geräte einzufügen.

Wenn es in der Vergangenheit darum ging, den Blutdruck eines Patienten genau zu überwachen, dann kamen relativ unhandliche mechanische Manschetten-Medizinprodukte zum Einsatz. Messgenauigkeit war darum bisher mit einer gewissen Unhandlichkeit verbunden. Mit dem Referenzdesign MAXREFDES220# hat Maxim Integrated Products nun eine Lösung auf den Markt gebracht, die es Systementwicklern einfach macht, eine komfortable und genaue optische Blutdrucküberwachung in ihre Produkte zu integrieren.

»Der Blutdruckwert ist ein wichtiger Vitalparameter, aber bisher war es schwierig, ihn bequem und genau zugleich zu überwachen«, versichert Kris Ardis, Executive Director der Mivros, Security and Software Business Unit bei Maxim Integrated. »Wir bieten nun eine Produktkombination in einem kompakten Referenzdesign an, das es Systementwicklern ermöglicht, hochpräzise und genaue Blutdruckmessgeräte zu bauen, die ohne eine Manschette auskommen.«

Maxims optische Blutdruck-Trending-Lösung besteht aus einem vollständig integrierten optischen Sensormodul, einem Mikrocontroller-Sensor-Hub und einem Sensoralgorithmus. Sie lässt sich in Smartphones oder Wearables integrieren. Auf diese legt ein Nutzer dann für 30 bis 45 Sekunden seinen Finger und kann auf diese Weise überall und jederzeit seinen Blutdruck messen.

In dem Referenzdesign sind die Pulsoximeter- und optischen Herzfrequenzsensormodule MAX30101 (mit drei LEDs) und MAX30102 (mit zwei LEDs) vereint. Sie kombinieren Photodetektoren, LEDs und analoge Front-End- (AFE) Elektronik mit einem integrierten Abdeckglas. Dieses integrierte optische Design und der Ansatz mit oben angebrachten Linsen ermöglichen ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis für ein kleines, kostengünstiges und energieeffizientes Modul. Untergebracht ist es in einem 5,6 mm × 3,3 mm großen 14-poligen optischen Gehäuse mit einer I2C-Schnittstelle zum Sensor-Hub-IC.

Bestandteil des MAX32664D-Hub-IC ist eine Firmware zur Steuerung des Sensors und die Ausführung der Algorithmen, die ohne Manschette den Blutdruck, die Herzfrequenz und die Sauerstoffsättigung im Blut messen. Da der Code des Algorithmus auf einem kleinen, sehr stromsparenden Sensor-Hub-Mikrocontroller läuft, muss der Systementwickler keinen neuen Code in einen bestehenden Anwendungsprozessor integrieren. Mit seinen kompakten Abmessungen von 1,6 mm × 1,6 mm passt er problemlos in kleine Geräte und ermöglicht dem Entwickler eine nahtlose und einfache Verbindung mit dem Host-Mikrocontroller eines Geräts.

Maxims Referenzdesign bietet nach Herstellerangaben nicht nur die branchenweit höchste Genauigkeit bei optischer Blutdrucküberwachung, es werden auch die gesetzlichen Grenzwerte der Klasse II erfüllt. Unter reinen Ruhemessungsbedingungen bietet das MAXREFDES220# folgende Genauigkeiten:

  • Die systolische Abweichung beträgt im Mittelwert 1,7 mmHg, die Standardabweichung liegt bei 7,4 mmHg.
  • Die diastolische Abweichung liegt im Mittelwert bei 0,1 mmHg, die Standardabweichung bei 7,6 mmHg.

Die Referenz der regulatorischen Grenzwerte der Klasse II liegen bei einem mittleren Fehler von ≤5 mmHg und einer Standardabweichung von ≤8 mmHg. Alle vier Wochen ist eine Kalibrierung der Lösung erforderlich, um die genannten Genauigkeiten einzuhalten.

Der Preis für Maxims Referenzdesign liegt bei 100 Dollar. In 1000er-Stückzahlen ist der MAX32664D im WLP-Gehäuse für 2,63 Dollar (FOB USA) erhältlich. Ausgewählte Varianten sind bei Vertragsdistributoren verfügbar. Der 1000er-Preis (FOB-USA) für den MAX30101 liegt bei 4,23 Dollar, der für den MAX30102 bei 4,13 Dollar (FOB USA). Beide Bausteine sind über die Maxim-Website sowie Vertragsdistributoren erhältlich.

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