新增EDA、光学同步采样通道数翻倍，ADI推出四合一生命体征监测芯片ADPD7000

受限于测量的条件不能够像医疗环境中那么妥当，且要考虑到整体续航表现，可穿戴设备对于生命体征监测（VSM）的模拟信号前端芯片的要求极高。作为由ADI中国产品事业部本土设计研发的生命体征监测传感器模拟前端，ADPD6000有效解决了在可穿戴设备上进行更准确的心率、血氧、心电图等各种体征信号捕捉的难题，获得了市场的认可。近日，ADI中国产品事业部又在ADPD6000的基础上，推出了新的产品ADPD7000，新增了EDA通道，并且将光学通道数翻倍。

可穿戴生命体征监测，对于模拟信号前端的挑战

世卫组织曾发布过人的核心五大生理指标：心率、血氧、血压、呼吸和体温，而目前所有的这些指标，基本都可以在可穿戴手表上实现监测。

据ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源分享，目前可穿戴VSM的成熟应用基于光学和物理电信号两种不同的原理。心率、血氧等依靠光学来实现感知。其中，通过监测血管的光的变化，能提供心率数值；血氧原理类似，但需要一个红光和一个红外光交替进行监测。而通过光学感知得到的心率血氧的数据，叠加上加速度计来判断人的动作，可以实现睡眠质量等更多健康监测应用。此外，通过对于皮肤电等人体物理电的捕捉监测，结合心率等数据，在一系列算法的帮助下，可以实现体脂、情绪压力等监测应用。

可穿戴设备的光学类感知挑战，来自于对光信号的捕捉。一种典型的情况是，由于不同的肤色对于光线的吸收程度是不一样的，深色的皮肤会吸收掉更多的发射光，因此很难接收到反射回的光线，这时候就需要更高灵敏度和更高信噪比的模拟信号链路来实现。另一种情况下，光线传播的路径中会遇到很多的阻碍，例如更长的皮肤体毛、皮肤上的疤痕、纹身等，这时候皮肤呈现出不均匀的特性，就会对常规的心率指标监测造成困难。何源表示，这时候需要把体毛等动态“噪声”，即没有有效信息的因素盖掉，过滤出有效信息，这也需要相应的硬件支撑。

对于ECG和PPG的监测，挑战在于可穿戴设备的电极不能做的很大，且接触的皮肤情况也会有不同的变化。一般而言，医院中的ECG设备会使用非常大的电极，采用吸盘紧扣在身上，而且由于病患在检查时不会乱动，这就形成了一个非常理想的测量环境。但可穿戴手表通常只有一两个电极点，电极的面积非常小，并且接触的皮肤可能是过于潮湿或者极干燥的，这就导致进行组抗测量时，输入阻抗的变化并不均匀，难免会产生一系列的误差。

而最新推出的ADPD7000，解决了以上一系列的可穿戴设备的生命体征监测难题，并且在ADPD6000的基础上，实现了诸多提升。

ADPD7000：新增GSR，光学同步采样翻倍，更高输入阻抗

从与ADPD6000的对比来看，ADPD7000系列有诸多提升，第一个最明显的是新增了EDA模拟链路，变成了4合1的模拟信号前端；第二个大的提升表现为光学通道方面，LED驱动器从4个变成了8个，同步采样也从双通道变成了4通道；第三个明显的提升是ECG通道，将输入阻抗从上一代的3GΩ大幅提升到了20GΩ。

所有的提升都着眼于对应用痛点的解决。EDA链路的新增，可以让可穿戴设备实现更准确的压力、情绪感知。据何源介绍，虽然现在很多的手表也可以测压力，但这种压力测量比较粗糙、不够精细化，而采用ADPD7000之后，通过PPG结合EDA就可以实现一个更精准的判断。

据悉，皮肤电反应（GSR）是最敏感的情绪反馈之一，也被称为皮肤电活性（EDA），或者皮肤电导（SC）。GSR来源于皮肤汗腺的自主激活。这个手脚出汗是由情绪刺激引起的：每当我们发生情绪变化，GSR数据会显示出明显的模式，可以通过观察来统计量化。

GSR并不是一项新的技术，倒退五六十年，这些技术已经存在，包括在测谎仪上都有具体的应用。ADI此前也有专门推出搭载了EDA模拟链路的AFE产品MAX30001。而此次将GSR与PPG、ECG和BIA结合组成四合一的模拟前端，正是迎合了可穿戴设备上对于情绪等应用的监测需求。据何源介绍，ADPD7000上的GSR具有更高的动态范围，能够自动切换激励频率和幅度，测量范围和精度也更宽广。

而LED驱动器的增加和同步采样数量提升，能够更有效地应对光学感知中的噪声挑战，实现对于各种不同皮肤不同监测条件下的准确数据捕捉。何源表示，ADPD6000支持的光只有四路，ADPD7000可以支持的通道数可达八路，未来会更多。综合来看，目前八路通道数在性价比、功能性上拥有非常好的平衡点。

将ECG的输入阻抗提升到20GΩ，也就是200亿欧的输入阻抗，也就意味着ADPD7000有了更好的抗干燥的程序，更高的动态范围。何源表示，输入阻抗做到了20GΩ，大约是上一代的7倍，覆盖度得到很大增强。面对行业上的挑战，ADPD7000在设计时候考虑到了最极端的情况，以实现最大程度的覆盖度和准确度。

除上述提到的提升外，针对体脂检测类的应用，ADI也通过软件和硬件进行了系统性提升。通过硬件上创新的拓扑和软件上的创新算法，能够将寄生和不对称的影响消除掉，得到更为准确的测量结果。何源表示这项技术是非常先进的，针对在可穿戴上进行体脂测量，这是非常有竞争力的方案。

不只是硬件，而是全栈式方案商

“in China for China，是ADI的核心战略，所以我们也不只是只做芯片这么简单的，虽然ADI做出了很好的芯片，但芯片要用起来也要结合软件和算法。”何源表示，“我们有自研的算法，刚刚讲到的心率、血氧、心率变异性、离腕检测、房颤、睡眠、血红蛋白含量等ADI都有自己的算法。”

在现场我们体验了采用ADPD7000的手表进行体脂检测的demo，与8电极的大型体脂秤的检测数据几乎一致。

同时，ADI也积极和生态伙伴合作，进行软硬件结合的方案开发。

据悉，已有算法合作伙伴基于ADI的芯片研究出无创测量血压或者情绪压力的方法，适用于非常多的应用场景，比如说智能汽车中的DMS摄像头监测等，这意味着ADPD7000也应用于驾驶疲劳度的提醒。

何源表示，ADI在中国的生态合作伙伴体系远远不是卖货这么简单，而是一串包括本地定义、本地设计、本地制造的全链条产业链，同时ADI可以配合平台商的算法实现全栈式方案，有一些厂商的研发能力不是很强，ADI也可以联合方案商合作伙伴为厂商提供支持。

ADI提供的是一套全栈式的方案，这其中包括行业资源、海内外资源的对接，所以ADI远远不只是一家芯片公司，更多地是一个非常值得信赖的合作伙伴。在与国内客户交流的过程中，可以有很多经验可以分享给客户，如果客户遇到有问题，每一个客户都有一个专门的人负责，ADI会确保客户的产品从设计到量产是可以迅速落地的，这也是ADI在国内非常重要的任务。

ADPD7000是ADI中国产品事业部发布的全新一款生命体征监测模拟信号前端，这展现了ADI中国产品事业部强大的本土研发、设计和制造能力。据何源介绍，下一代的产品也已经在路上了。