藍牙BLE技術(shù)監(jiān)測體脂和血氧數(shù)據(jù)方案

中國正加速進入老齡化社會，而 65 歲以上老齡人口的冠心病、高血壓、糖尿病等慢性疾病的患病率是 15~45 歲人口的 3~7 倍，造成醫(yī)療資源的嚴重短缺。對老齡人口進行慢性病監(jiān)測、提供醫(yī)療健康保障尤為重要。

國家工業(yè)與信息化部、科技部等分別將個人醫(yī)療監(jiān)護、遠程診斷等列入“十二五”規(guī)劃的發(fā)展重點，并且提供相應(yīng)資金資助。衛(wèi)生部也發(fā)起和贊助了一些合作醫(yī)療服務(wù)示范工程內(nèi)的移動醫(yī)療示范項目。

藍牙 4.0是藍牙3.0+HS 規(guī)范的補充，有雙模和單模之分。藍牙 4.0 雙?？梢韵蛳录嫒菟{牙 3.0 和藍牙 2.1;藍牙 4.0 單模就是 BLE(Bluetooth Low Energy)，其特點是功耗更低，可以使電池的使用時間更長，成本更低且傳輸距離更遠。專門面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無線方案。

結(jié)合藍牙技術(shù)的血氧和體脂監(jiān)測方案，利用分析應(yīng)用到人體的電信號變化采集體脂信息，通過分析接收到的 LED數(shù)據(jù)采集血氧信息，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，顯示出體脂、血氧數(shù)據(jù)，以及血氧含量的實時波形。

【展示板照片】

【方案方塊圖】

【系統(tǒng)功能】

① 體脂信號測量：使用 AFE4300 作測量體脂的模擬前端，經(jīng)過內(nèi)部 DDS 、 DAC 產(chǎn)生的正弦電

流信號經(jīng)過濾波器后輸出，應(yīng)用到兩個測量端子之間的人體上，得到電信號，再利用 SPI 接口

將數(shù)據(jù)發(fā)送到 MSP430 進行數(shù)據(jù)處理;

② 血氧信號采樣：使用 AFE4400 作測量血氧的模擬前端，由內(nèi)部 LED 驅(qū)動連接外部 LED ，發(fā)

射光線，經(jīng)過測量物體后，分析發(fā)光二極管接收到的數(shù)據(jù)進行分析并得到血氧含量;

③ 信號數(shù)據(jù)顯示：通過 MSP430 進行數(shù)據(jù)處理，并于在 LCM 顯示體脂、血氧數(shù)據(jù)，以及血氧含量的

實時波形變化描繪;

④ 信號數(shù)據(jù)傳送：將血氧和體脂數(shù)據(jù)通過 CC2541 的 BLE 模塊發(fā)送至藍牙設(shè)備。

【方案特性】

① 體脂測量采用 TI AFE4300 ，集成了兩個單獨的信號鏈，一個針對重量測量，另一個針對身體成

分分析，二者之間采用 16 位 860 sps 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 進行多路復(fù)用。該器件的 3 個 BCM

通道可在人體四肢間進行分段阻抗分析 (BIA)，全面了解身體組成成分。

② 血氧測量采用 TI AFE4400, 其接收路徑包含可編程互阻抗放大器(TIA)、環(huán)境噪聲消除電路以及

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。發(fā)送路徑則包含LED驅(qū)動器和電流高達 150 mA的可編程8位電源。在單個器件

中集成收發(fā)路徑，可顯著減少器件設(shè)計所需的時間和板級空間。

③ 數(shù)據(jù)處理采用 TI MSP430 16位超低功耗、具有精簡指令集(RISC)的混合信號處理器。

④ 藍牙無線數(shù)據(jù)傳輸采用 TI CC2541 藍牙 4.0 單模低功耗片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。