Maxim Integrated Herzfrequenz-, SpO2- und Temperaturmessung für Wearables

Neu bei Maxim: Der In-Ear-Herzfrequenzmesser MAXM86161 für kontinuierliche Herzfrequenz- und Sauerstoffsättigungsmessungen und der digitale Temperatursensor MAX30208.
Neu bei Maxim: Der In-Ear-Herzfrequenzmesser MAXM86161 für kontinuierliche Herzfrequenz- und Sauerstoffsättigungsmessungen und der digitale Temperatursensor MAX30208.

Maxims neue Healthcare-Sensoren MAXM86161 und MAX30208 versprechen winzige Abmessungen, minimale Leistungsaufnahme und klinischen Standards entsprechende Genauigkeit für Wearables.

Von tragbaren Gesundheits- und Fitnessgeräten wird eine immer höhere Genauigkeit erwartet. Limitierender Faktor war bislang oft die Sensorgenauigkeit. Hier setzt Maxim mit den beiden kontinuierlich überwachenden Sensoren MAXM86161 und MAX30208 für die Messung von Vitalparametern wie Temperatur, Herzfrequenz und Blutsauerstoffsättigung (SpO2) an.

In-Ear-Herzfrequenz- und SpO2-Messung

Mit seinem OLGA-Gehäuse (2,9 mm x 4,3 mm x 1,4 mm) ist der In-Ear-Herzfrequenzmesser und Pulsoximeter MAXM86161 laut Maxim die kleinste voll integrierte Lösung auf dem Markt, mit der sich hochgenaue Herzfrequenz- und SpO2-Messungen in Hörgeräten und anderen tragbaren Anwendungen realisieren lassen.

Der Baustein beinhaltet drei LEDs: rot und infrarot für die SpO2-Messung und grün für die Herzfrequenzmessung. Um die Genauigkeit zu steigern, unterdrückt der Sensor das Umgebungslicht; zudem bietet er eine SNR von 89 dB nach Nyquist-Formel bzw. SNR von 100 dB bei mittlerer Nutzsignalleistung. Für eine noch höhere Genauigkeit bietet Maxim Algorithmen zur Bewegungskompensation an.

Im Zeichen einer langen Akkulaufzeit der Wearables nimmt der MAXM86161 weniger als 10 µA Betriebsleistung und 1,6 µA im Shutdown-Modus auf. Durch ein integriertes analoges Frontend (AFE) entfällt das zusätzliche AFE, das typischerweise bei einem separaten Chip für die Verbindung mit dem optischen Modul benötigt wird.

Hochgenauer Temperatursensor

Der zweite Neuzugang in Maxims Healthcare-Portfolio ist der digitale Temperatursensor MAX30208. Er bietet eine klinischen Standards entsprechende Messgenauigkeit von ±0,1 °C im Temperaturbereich von 30 bis 50 °C und reagiert extrem schnell auf Temperaturänderungen. Der Chip steckt im dünnen 10-poligen LGA-Gehäuse (2 mm x 2 mm x 0,75 mm) und erfüllt damit auch die Größenanforderungen kleiner, batteriebetriebener Applikationen wie Smartwatches und medizinischen Patches. Der MAX30208 misst die Temperatur an der Oberseite des Gehäuses und weist keinerlei thermische Selbsterhitzung auf. Zur Leistungsaufnahme gibt Maxim einen repräsentativen Anwendungsfall an, in dem der Baustein lediglich 67 µA Betriebsstrom bei aktiver Umwandlung aufnimmt. Der MAX30208 ist mit bis zu vier I2C-Adressen kompatibel, um mehrere Sensoren am gleichen IC-Bus zu ermöglichen. Er kann entweder an einer Leiterplatte oder an einer flexiblen Leiterplatte (FPC) eingesetzt werden.

Großes Marktpotential 

Mit den neuen Healthcare-Bausteinen eröffnet sich Maxim erneut großes Marktpotential, denn: »Wearables werden immer attraktiver für den Markt: Der weltweite Umsatz von 56,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 wird bis 2022 auf 78,3 Milliarden US-Dollar steigen – das entspricht über einen Zeitraum von vier Jahren einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13 Prozent«, erklärt James Hayward, Principal Analyst bei IDTechEx Research. »Zu den wichtigsten Wachstumsfaktoren zählt der Mehrwert, der durch die Entwicklung von Produkten wie Smartwatches und im Ohr zu tragenden Produkten erzielt wird.«