HRM센서

PPG센서

전자부품
1. 포토센서
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2. 참고
  1. 의료기기
  2. 스마트밴드
PPG 기술정보
1. 용어: Photoplethysmogram, PhotoPlethysmoGraphy (광혈류그래프)
2. 위키페디아 Photoplethysmogram https://en.wikipedia.org/wiki/Photoplethysmogram
3. 기술
  1. 혈압
    1. 자료
      1. 광혈류 측정계에 사용하는 물리 - 8p
      2. 심박수 측정을 통한 모바일 헬스케어 시스템 - 2p
      3. 스마트폰을 이용한 실시간 혈압측정
    2. 요약
      1. 적혈구는 녹색광을 흡수한다. - 심박수,혈류량 측정
      2. 반사형 손목밴드로 심박수는 반사율 0.1% 차이를 검출해야 한다.
      3. 피부색에 따라 반사율이 다르다. 검은피부는 녹색LED 밝게해야 한다. 잘못하면 포화된다.
  2. 산소포화도(혈중산소포화도)
    1. 자료
      1. 위키페디아 Pulse oximetry https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse_oximetry
      2. 의학기술 자료를 모아둔 링크
    2. Peripheral oxygen saturation(SpO2; 말초 산소 포화도)
      1. 더 정확히 측정되는 동맥 산소 포화도(arterial oxygen saturation; SaO2)에 2% 오차 범위로 측정할 수 있다.
    3. 부품 설명
      1. TE 회사관련부품
        
        ELM-4000 series, LED(660+-3nm RED와 IR 880,940,905nm 선택) - 3p
        EPM-4001, 검출기(포토다이오드 400~1080nm) - 3p
      2. Laxtha 회사 센서, 한글설명 - 7p
      3. 660nm+-3nm 파장을 갖는 emitter기능을 갖는 적색 LED와 적외선 940nm(또는 880nm, 905nm)를 측정하는 detector인 포토다이오드를 사용한다. 펄스로 구동한다. 맥막은 연속광원으로 측정한다.
반사형
1. 2015.01 출시한 구글 핏빗 charge HR 스마트밴드
  - 큰 면적의 포토다이오드
  - 녹색 LED
2. 2017/12/20 분석한 소비자용 의료기기에서
  1. 상품 외부에서 살펴본 센서 표면
    1. 센서
    2. 어느 끝단에 위치한 LED 3개(아마 3가지 파장의 빛이 필요한 듯)
    3. 가운데는, 수광부로 사용되는 포토다이오드가 있다.
    4. 반대쪽 끝단에 위치한 LED 1개
      - 틈 문제, 실크스크린 인쇄에 문제
  2. 분해
    1. 유리창. 발광신호가 내부 반사에 의해 직접 수광신호로 들어오는 것을 막기 위해(isolation을 향상시키기 위해) 검정색인 무반사 잉크칠을 하였다.
      - 검정잉크를 스크린인쇄 기법로 발랐다.
    2. isolation을 향상시키기 위해 검정색 몰딩에 다이를 넣고, 움푹 들어간 곳에 넣었다.
3. 2018.06 출시한 샤오미 미밴드3
  1. 추정
    1. 좌우에 동일형태의 (녹색)LED 다이가 있다. (더 많은 기능을 위한) 다른 LED 다이를 더 붙일 수 있는데 구조이다.
    2. (흔들려도 판독에 문제가 없도록) 좌우에서 녹색빛을 쪼여 피부 혈관속에 흐르는 적혈구 (밝기)변화만 관찰하여 심박수만 측정하는 듯
  2. 외부에서 볼 때
    - 손목에서 흔들리기 때문에 좌우 대칭에서 빛을 쪼여 균일한 반사광을 검출해야 하는 듯.
  3. 외형
  4. 빛 차단벽(LED빛이 포토다이오드로 직접 들어가지 않게)용 뚜껑을 벗기면
  5. 포토다이오드 및 판독IC. 미약한 반사광의 밝기 변화를 판독해야 하므로 큰 센서면적과 신호피크를 통계학적으로 계산해야하는 판독 IC (연속 센싱하려면 전력소모가 많을 것이다.)
    1. 사진
      - 판독 IC 위에 포토다이오드 다이를 얹혔다.
      - ADPD2117 ADI 2015 포토다이오드
    2. 2nd 본딩 접착력을 강화하는 대표적인 두 가지 Au 볼 와이어본딩이 관찰됨. 아마 이것이 표준인 듯.
      1. Ball Stitch On Ball(BSOB) : 실리콘 다이에 2nd 본딩방법
      2. bump over stitch : PCB 동박에 2nd 본딩방법
  6. 솔더링면, AD4526918
    - Au 볼 와이어본딩 접착력을 높이기 위해 전기금도금(타이바가 존재하므로)하였다.
투과형
1. 2023년 폐암 수술 때, 중환자실에서 얻은, 말초 산소 포화도 센서(SpO2 sensor)
  1. 정보
    1. Covidien, Nellcor, Neonatal-Adult SpO2 Sensor
      1. 사용자설명서
    2. 품목명: 체외형의료용전극
  2. 외관
    - 라벨, 일회용, 재사용금지, 의료기기 RM007-L101
  3. 센서
    - silicone 접착테이프
    - 투과형이다.
  4. 발광부
    - 전극은 두 개인데, LED 다이가 두 개(red, 적외선) 반대방향으로 본딩되어 있다. 아마 +- 전압을 교대로 사용할 듯.
  5. 수광부로 사용되는 포토다이오드
    - 정전기 방전을 예방하는 금속 그물망
  6. 분해
    - 피부와 닿는 반대면
    - 피부와 닿은 면. 전선 5개. 인체 정전기 유입을 예방하기 위한 구리 실드 테이프로 접지시킴
HRM 기술정보
1. 심박수(heart rate monitor)
2. PPG 센서로 측정 가능하다.
  1. 녹색광으로 측정한다.
3. 2018.04 출시 삼성 갤럭시 S8+, SM-G955N 스마트폰
  - ADI 2013, ADPD2107