Deutlich verbesserte Performance

Optimierte Herzfrequenz-/Blutsauerstoffmessungen mit Wearables

17. Januar 2024, 15:14 Uhr | Nicole Wörner
Hellere LEDs in Kombination mit dem Zwei-Kavitäten-Design ermöglichen eine höhere Genauigkeit bei der Messung von Herzfrequenz und Blutsauerstoffsättigung.
© ams Osram

Für eine noch präzisere Überwachung von Vitaldaten mittels Wearables sorgen die neuen Rot/Grün/IR-LEDs von ams Osram. Sie leisten im Vergleich zur Vorgängergeneration eine um 40 Prozent höhere Strahlungsintensität, bei der grünen LED kann sie je nach Modell sogar um über 100 Prozent höher sein.

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Die neue Multi-LED SFH 7018 von ams Osram steckt im hochreflektierenden QFN-Gehäuse (Quad Flat No Leads) und ermöglicht so eine deutlich höhere Lichtleistung als die bislang verfügbaren Modelle.

Zudem trennt das Zwei-Kavitäten-Design...

...die grüne von der roten und der Infrarot(IR)-LED: Der Abstand und die optische Isolierung stellen einerseits sicher, dass die unterschiedlichen Lichtquellen optimal im Verhältnis zu ihren Fotodioden platziert sind und reduzieren andererseits Interferenzen zwischen dem grünen Licht (für Herzfrequenzmessungen) und der roten Licht- und IR-Quelle (für Blutsauerstoffsättigungs- oder SpO2-Messungen). So wird u.a. vermieden, dass der rote und der IR-Chip durch die kürzere Wellenlänge des grünen Chips angeregt werden und in der Folge die Messergebnisse beeinträchtigen.

Der optimierte Formfaktor...

...des oberflächenmontierbaren (SMT) QFN-Gehäuses – bei einer Höhe von nur 0,6 mm – macht es einfach, das Modul in jede Art von Wearable Device zu integrieren.

Trotz ihrer kompakten Größe...

...bietet die SFH 7018 die Möglichkeit einer separaten Ansteuerung vom grünen Chip auf der einen und vom roten/IR-Chip auf der anderen Seite. Dadurch kann die Nutzung der Spannungsreserve optimiert und der Gesamtstromverbrauch reduziert werden.

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Der kompakte Formfaktor und die optimierte Anordnung der LEDs erleichtern die Integration in das Endprodukt und verbessern die Systemleistung
Der kompakte Formfaktor und die optimierte Anordnung der LEDs erleichtern die Integration in das Endprodukt und verbessern die Systemleistung
© ams Osram

»Mit Hilfe der neuen SFH 7018...

...können Hersteller von Wearables die Qualität der optischen Signale, auf denen Herzfrequenz- und Blutsauerstoffmessungen basieren, deutlich verbessern und sie unter allen Betriebsbedingungen akkurater und zuverlässiger machen«, verdeutlicht Dr. Sergey Kudaev, Senior Staff System Architect bei ams Osram, den großen Nutzen der neuen Multi-LED.

Höhere Strahlungsintensität verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis

Die Verbesserung der Strahlungsintensität der SFH 7018 ist enorm: Die roten und IR-LEDs sind mehr als 40 Prozent heller als im etablierten Vorgängerprodukt SFH 7016, die grüne LED in der Version SFH 7018A ist 80 Prozent heller, während die grüne LED in der Version SFH 7018B sogar mehr als doppelt so hell ist. Die jeweiligen Helligkeiten übertreffen laut Hersteller auch bei weitem die des derzeit leistungsstärksten Konkurrenzprodukts.

Da alle Geräte zur Messung der Vitalparameter...

...mit der Herausforderung konfrontiert sind, Modulationen selbst von kleinen Lichtsignalen zu erkennen, die das Ergebnis von Streuung und Absorption im Gewebe sind (abhängig von verschiedenen Faktoren), wirkt sich die von den LEDs emittierte Lichtmenge stark auf die Systemleistung aus. Wenn mehr Licht durch den Blutfluss moduliert wird und anschließend die Fotodiode erreicht, verbessert sich die Signalqualität, was zu einer höheren Genauigkeit der Messungen führt. Die SFH 7018 adressiert eben diese Herausforderung, indem sie signifikant mehr Licht in den Körper emittiert.

Die SFH 7018 ist in zwei Versionen erhältlich:...

...SFH 7018A ist für eine niedrige Vorwärtsspannung bei hohen Strömen optimiert, was einen Betrieb ohne kostspieligen Spannungsbooster ermöglicht. SFH 7018B ist für maximale Strahlungsintensität optimiert.


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