隨著可穿戴設(shè)備體積不斷縮小但功能持續(xù)增加，連續(xù)健康監(jiān)測需求正推動設(shè)計(jì)師將光學(xué)、機(jī)械、傳感和電源管理視為一個(gè)互聯(lián)的整體系統(tǒng)，而非單獨(dú)開發(fā)各項(xiàng)功能。

在亞德諾半導(dǎo)體（ADI）印度公司舉辦的媒體溝通會上，ADI技術(shù)負(fù)責(zé)人Praveen Jose表示：“我們看到設(shè)備中集成度越來越高。設(shè)備越來越小，但性能質(zhì)量卻在提升。”他指出，核心挑戰(zhàn)在于如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)單一體化解決方案。

印度初創(chuàng)企業(yè)Sensio聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Venkatesh Vadde分享了其在智能戒指、手環(huán)及貼片上的健康數(shù)據(jù)采集經(jīng)驗(yàn)。該公司聲稱可收集心率、呼吸率、血氧、體溫、睡眠和活動數(shù)據(jù)。Vadde指出，通過心電圖（ECG）和光電容積脈搏波（PPG）技術(shù)可無袖帶連續(xù)估算血壓，但該方法無法提供血壓值。他強(qiáng)調(diào)，傳感器嵌入位置、信號優(yōu)化及算法解讀對原始生理信號的提取至關(guān)重要。

光學(xué)傳感面臨的主要難題是生理信號往往淹沒在噪聲中。Jose強(qiáng)調(diào)，設(shè)備必須在強(qiáng)噪聲環(huán)境下準(zhǔn)確捕捉數(shù)據(jù)，才能為后續(xù)算法或AI處理提供高質(zhì)量輸入。對于設(shè)計(jì)師而言，光學(xué)組件布局、傳感器位置及機(jī)械結(jié)構(gòu)會直接影響電信號質(zhì)量。Vadde舉例說明，光學(xué)組件與皮膚之間即使僅有不到一毫米的間隙變化，也會顯著影響PPG信號質(zhì)量。對于需長期佩戴甚至睡眠使用的戒指類產(chǎn)品，保持穩(wěn)定的皮膚接觸尤為關(guān)鍵。

運(yùn)動偽影、功耗與信號質(zhì)量同樣構(gòu)成設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。Vadde表示，慣性測量單元（IMU）或加速度計(jì)不僅用于識別活動狀態(tài)，還可用于篩查運(yùn)動干擾，從而篩選出更高質(zhì)量的生理數(shù)據(jù)。信號質(zhì)量波動還會觸發(fā)自動增益控制（AGC），進(jìn)而影響整體功耗。這形成了一條相互關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)鏈條：光機(jī)設(shè)計(jì)決定信號質(zhì)量，信號質(zhì)量影響模擬處理與增益，處理過程決定功耗，Zui終制約電池續(xù)航。

在電源架構(gòu)方面，設(shè)計(jì)需兼顧采樣頻率、數(shù)據(jù)處理、連接模式及待機(jī)策略。Jose提到，當(dāng)用戶處于休息狀態(tài)時(shí)，設(shè)備可進(jìn)入深度睡眠模式以節(jié)省電量。同時(shí)，連續(xù)監(jiān)測應(yīng)用通常需要低功耗至中等功耗的連接方案。測量頻率的設(shè)定也需根據(jù)患者場景靈活調(diào)整，降低采樣率或采用本地存儲同步而非實(shí)時(shí)傳輸均可延長續(xù)航。

針對客戶需求差異，ADI銷售總監(jiān)Vivek Tyagi介紹，公司已推出兩類方案：易于集成的傳感器中樞設(shè)備，以及精度更高但要求客戶具備較強(qiáng)光機(jī)整合能力的獨(dú)立方案。目前ADI正致力于將傳感、電源管理、充電及電池管理功能進(jìn)一步集成，并探索能量收集技術(shù)，利用機(jī)械運(yùn)動或溫差轉(zhuǎn)化為微量電能以延長續(xù)航。

在具體產(chǎn)品層面，ADI推出了多款面向可穿戴應(yīng)用的模擬前端（AFE）芯片。其中MAX86184專為戒指等小型化應(yīng)用設(shè)計(jì)，支持多達(dá)14顆LED和4個(gè)光電二極管，具備雙通道能力；MAX86178則是一款集成度更高的生命體征AFE，融合PPG、ECG與BioZ功能，其PPG部分支持Zui多6顆LED和4個(gè)光電二極管輸入。

Tyagi透露，ADI正與客戶在產(chǎn)品路線圖早期階段建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，提前兩三年了解研發(fā)目標(biāo)并共同定制解決方案。隨著可穿戴設(shè)備從單純的活動追蹤轉(zhuǎn)向連續(xù)健康監(jiān)測，工程設(shè)計(jì)的重心已全面轉(zhuǎn)向如何在極小的物理空間內(nèi)，讓光學(xué)、機(jī)械、運(yùn)動感知、模擬處理、算法與電源協(xié)同工作。