パルス酸素濃度計

テキサス・インスツルメンツ(TI)の医療用ソリューション

設計上の考慮事項

概要

TI の TMS320C5515 DSP 評価モジュール パルス・オキシメータ・アナログ・フロントエンド・モジュールの組み合わせは、新しい C5505 PO または SpO2 医療用開発キット(MDK)を構成し、開発者にソフトウェアを含んだ完全な開発ツールを提供し、数ヶ月の開発時間短縮とバッテリーの効率の良いポータブル・メディカル・モニタ・アプリケーションを提供します。

パルス・オキシメータ(血中酸素飽和度計)は、さまざまな光の波長を使用して、脱酸化ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸光特性を検出することにより、動脈血中の酸素飽和度を測定します。基本的な濃度計は、患者の耳たぶ、つま先、指などの部位に取り付ける検出プローブ、および酸素濃度、心拍数、血流量の計算と表示を行うデータ収集システムで構成されます。

ローエンドのポータブル・パルス・オキシメータ

ローエンド設計向けに、TI の高集積 MSP430 超低消費電力マイクロコントローラ(MCU)ファミリを使用すると、設計に必要な外部コンポーネント数を削減できます。シグナル・チェーン、パワー・マネージメント、およびディスプレイ・ドライバがエレメントとして MCU に統合されています。

信号収集への対処: 反転型の抵抗フィードバック構成は、シグナル・チェーンにおけるゲイン・アンプで一般的に使用されています。ただし、フィードバック抵抗値を大きくすると回路の感度が高くなりすぎ、光の強度が少し変化しただけで、極端な出力スイングが発生する場合があります。設計によっては、出力スイングをグランド、またはそれ以下に抑えた方が良い場合があります。デュアル電源、オート・ゼロのトランスインピーダンス・アンプでは、出力スイングがグランド・レベルに達し、単電源デバイスの場合はスイングがグランド・レベル近くに達します。–5V に接続されたプルダウン抵抗により、出力がグラウンドよりも多少低い位置まで振れるので、エラーが最小限に抑えられます。TI では、超高精度で、優れた長期安定性、超低ノイズ(1/f)を実現するトランスインピーダンス・アンプのファミリを提供しています。

ミッドレンジおよびハイエンドのポータブル・パルス・オキシメータ

ミッドレンジおよびハイエンドの実装では、低消費電流の高性能プロセッサと高精度なアナログ・コンポーネントが必要になります。TI の低消費電力 DSP テクノロジーを使用すると、他の光源または測定中に動いたことで発生する信号の歪みを除去し、必要な信号のみを抽出できます。DSP テクノロジーにより、高度なアルゴリズムを使用して、信号レベルが非常に低いものでも正確に読み取ることができます。そのうえ、この処理性能は、余分な波長の吸光度を測定して、ヘモグロビンに含まれる他の成分の飽和度を検出する、パルス・オキシメータにとって非常に便利です。

信号収集への対処: TI の高精度、スイッチ積分型トランスインピーダンス・アンプには、フィードバック抵抗の熱ノイズがなく、大きなフィードバック抵抗を装備したトランスインピーダンス・アンプによく見られる、安定性に関する問題が発生しません。1 つのフォトダイオードと 2 つの積分型トランスインピーダンス・アンプを使用して、暗電流と周辺光の両方に共通するエラーが取り除かれるので、これらのエラーを排除できます。さらに、これらのアンプにより、AC 電源周波数の整数倍での同期サンプリングが実現するため、非常に優れたノイズ除去が可能になります。トランスインピーダンスのゲインは、オンチップの設定を調節することにより、簡単に変更できます。また、TI の高精度 ADC は、小型パッケージングと優れた AC/DC 性能を提供する発光ダイオード測定用のシングルチップ・ソリューションを実現します。

通常、パルス・オキシメータは、バッテリー寿命と測定精度を向上するため、超低消費電力、低ノイズの電源を必要とします。TI の昇降圧コンバータは、リチウムイオン・バッテリー・テクノロジーをサポートしており、96% の効率を実現します。低ノイズの補助電源には、高 PSRR LDO も利用できます。コンセントや USB ポートからの充電に関する要件には、TI の低電圧、リチウム、単一セル、リニア・チャージャ・ファミリで対処できます。革新的な次世代のバッテリー残量計ソリューションには、バッテリー特性を自動的に学習/検出し、バッテリー寿命とシステム駆動時間の両方を延長するための「Impedance Track」が備わっています。

セレクション/ソリューション・ガイド

セレクション・ガイド (5)

タイトル 概要 種類 サイズ (KB) 日付 表示回数 英語版
PDF 9.09 MB 2013年 5月 2日 3060
PDF 4.72 MB 2013年 5月 2日 1119
PDF 11.49 MB 2010年 8月 5日 741
PDF 556 KB 2009年 3月 1日 0
PDF 1.47 MB 2007年 10月 17日 0 最新の英語版をダウンロード (Rev.H)

製品カタログ/ホワイト・ペーパー

製品カタログ (1)

タイトル 概要 種類 サイズ (MB) 日付 表示回数 英語版
PDF 151 KB 2009年 6月 26日 522

ホワイト・ペーパー (1)

タイトル 概要 種類 サイズ (MB) 日付 表示回数 英語版
PDF 690 KB 2014年 8月 4日 1822

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