春節(jié)期間，新冠疫情突然爆發(fā)，一時(shí)間口罩、額溫槍成為市場(chǎng)上稀缺物資，稀缺程度想必大家也有親身體會(huì)，有錢(qián)都買(mǎi)不到防疫物資的感覺(jué)難以言喻。

實(shí)際上，除了額溫槍、口罩之外，還有一樣?xùn)|西也遭哄搶一空，幾度缺貨，它叫做“血氧儀（指夾式）”。

血氧飽和度成病情診斷重要指標(biāo)

說(shuō)到指夾式血氧儀首先要了解一下什么是血氧飽和度。血氧飽和度(SaO2)指的是人體血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白容量的百分比，通俗的理解為血液中氧的濃度。血氧飽和度與心率、血壓、呼吸頻率、體溫并稱(chēng)為人體最關(guān)鍵的五大健康指標(biāo)，尤其是在此次蔓延全球的疫情下，血氧飽和度的檢測(cè)尤為重要。

由國(guó)家衛(wèi)生健康委辦公廳、國(guó)家中醫(yī)藥管理局辦公室聯(lián)合印發(fā)的《新型冠狀病毒肺炎診療方案》中，當(dāng)指氧飽和度（從手指上測(cè)量的血氧飽和度）低于93%（健康者的指氧飽和度在98%左右）即為重癥患者，需要進(jìn)行輔助呼吸治療。

血氧濃度驟然下降成為監(jiān)測(cè)病情判定病情變化一項(xiàng)重要依據(jù)，對(duì)于一些輕癥患者，家用便攜小巧的指夾式血氧儀被醫(yī)生推薦，很多品牌的血氧儀線(xiàn)上被搶購(gòu)一空。

指夾式血氧儀工作原理

最早一代血氧檢測(cè)儀誕生于上個(gè)世紀(jì)的30-40年代，夾在耳朵上，二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，主要用于戰(zhàn)機(jī)飛行員，隨著飛機(jī)高度升高，空氣中氧氣的含量降低。在高空飛行時(shí)要監(jiān)測(cè)飛行員血氧飽和程度，決定是否需要吸氧。但是，當(dāng)初這個(gè)設(shè)備非常不準(zhǔn)確。

隨著測(cè)量方法的改進(jìn)以及技術(shù)的更新，血氧儀的測(cè)量速度越來(lái)越快，精度也大幅提高，造型也變得十分的小巧便捷。

指夾式血氧儀測(cè)量的原理則是基于動(dòng)脈搏動(dòng)期間光吸收量的變化來(lái)進(jìn)行計(jì)算。分別位于可見(jiàn)紅光光譜(660納米)和紅外光譜(940納米)的兩個(gè)光源交替照射被測(cè)試區(qū)，微處理器計(jì)算動(dòng)脈血所吸收的這兩種光譜的比率，并將結(jié)果與指氧儀存儲(chǔ)器里的飽和度數(shù)值進(jìn)行比較，從而得出血氧飽和度。

指夾式血氧儀一般由微處理器、存儲(chǔ)器(EPROM與RAM)、兩個(gè)控制LED的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、對(duì)光電二極管接收的信號(hào)進(jìn)行濾波與放大的器件、將接收信號(hào)數(shù)字化以提供給微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器等器件組成，LED與光電二極管放置在與患者指尖或耳垂接觸的小型探針中。其中，脈搏血氧儀一般還包括小型液晶顯示器。

未來(lái)市場(chǎng)空間巨大

疫情的突發(fā)使得血氧儀市場(chǎng)迎來(lái)了一個(gè)短期的爆發(fā)增長(zhǎng)。但業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為未來(lái)幾年，隨著中國(guó)正在逐漸成為一個(gè)老齡化大國(guó)，血氧監(jiān)測(cè)設(shè)備的需要依舊會(huì)大幅增長(zhǎng)。

聯(lián)合國(guó)將65歲及以上老年人口占比超過(guò)7%或60歲及以上人口占比超過(guò)10%作為進(jìn)入老齡化社會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)自2000年開(kāi)始進(jìn)入老齡化社會(huì)。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)60周歲及以上人口25388萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?8.1%，65周歲及以上人口17603萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?2.6%。

新一代的老年人，對(duì)待疾病的態(tài)度也和上一代大為不同。他們積極運(yùn)動(dòng)，熱衷養(yǎng)生，關(guān)注預(yù)防性措施，常備血壓儀、血糖儀。新型肺炎后，又多了新裝備，血氧儀，市場(chǎng)空間可能比想象中的還要大。

指夾式血氧儀芯片方案推薦

TS951X系列芯片

TS951X系列芯片是蘇州坤元微電子有限公司（Trusignal）為“指夾式血氧儀”定制的一款專(zhuān)用芯片。憑借獨(dú)有的發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)，將指夾式血氧儀的性能又向前推進(jìn)了一大步。

目前，TS951X方案已成為“指夾式血氧儀”產(chǎn)品的主流應(yīng)用方案之一。采用該方案的指夾式血氧儀，在Fluke Index2血氧模擬器上測(cè)試，其弱灌注指標(biāo)普遍能達(dá)到0.3%以下，最優(yōu)的方案商已經(jīng)達(dá)到0.1%。采用TS951X方案的產(chǎn)品，通過(guò)了FDA、CE等國(guó)內(nèi)外認(rèn)證。TS951X系列芯片在國(guó)內(nèi)晶圓廠(chǎng)流片，采用成熟的QFN16封裝形式，產(chǎn)能充足，不受?chē)?guó)際形勢(shì)影響。

以TS9514為例，芯片的PVDD和VDD為供電引腳，能接受2.5~5.5V的電壓范圍；IN和ANOD之間，接光敏二極管，用于接收透射之后的光信號(hào)；IR和RED之間接頭尾相連的發(fā)光LED對(duì)管（紅光和紅外光）；RED_CS、IR_CS為紅光使能和紅外光使能控制管腳；RED_REF、IR_REF、PROG用于設(shè)置LED的驅(qū)動(dòng)電流（詳細(xì)設(shè)置方法請(qǐng)參考TS9514的產(chǎn)品手冊(cè)）；OUT腳為芯片的輸出管腳，其信號(hào)值與光敏二極管的信號(hào)具有線(xiàn)性關(guān)系。

下圖為T(mén)S9514實(shí)現(xiàn)血氧檢測(cè)功能的示意圖。

TS951X方案，具有高性能、高集成度、低成本等優(yōu)點(diǎn)。TS951X系列芯片集成了發(fā)光控制、驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置、信號(hào)檢測(cè)與處理、自動(dòng)消除背景光（可選）等功能。

相比于傳統(tǒng)方案，TS951X方案可減少的元器件包括：

①用于切換紅光及紅外光的模擬開(kāi)關(guān)；

②調(diào)整發(fā)光光強(qiáng)的LED驅(qū)動(dòng)電路；

③信號(hào)檢測(cè)電路，包括運(yùn)算放大器、ADC等。

此外TS951X方案對(duì)MCU的要求也較低，不需要ADC、DAC等配置。

TS951X方案的高集成度，將血氧儀的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化到了極致，不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的卓越性能，而且顯著降低了BOM成本和生產(chǎn)管理成本，同時(shí)也大幅提高了產(chǎn)品的一致性與可靠性。

關(guān)于蘇州坤元微電子有限公司

蘇州坤元微電子有限公司（Trusignal Microelectronics ) 是一家專(zhuān)注于高性能、高品質(zhì)模擬及混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售的高新技術(shù)企業(yè)。2011年成立于蘇州工業(yè)園區(qū)，在蘇州、深圳、珠海等地設(shè)有研發(fā)、銷(xiāo)售中心。

歷經(jīng)多年的積累與發(fā)展，坤元微電子成功研發(fā)上市運(yùn)算放大器、模擬開(kāi)關(guān)、電壓基準(zhǔn)源、電源管理、MOS/IGBT驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等通用器件及部分針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)器件，涉及百余種型號(hào)，并已持續(xù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大規(guī)模量產(chǎn)，積累多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于家用電器、醫(yī)療電子、安防電子、工業(yè)控制、消費(fèi)類(lèi)電子等多個(gè)領(lǐng)域，并獲得各領(lǐng)域品牌客戶(hù)的高度認(rèn)可。

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