【选型】暖芯迦自主研发的系列生物传感芯片助力血糖监测及智能可穿戴设备，具有高集成度和低功耗特点

时间： 2023-03-18 来源：暖芯迦电子公众号

技术问答

据彭博社报道，科技巨头苹果正在推进无创连续血糖监测项目的研发并取得了重大进展，未来有望整合在Apple Watch上。

目前糖尿病患者大部分采取指尖血测血糖，或者采用“半长期”式的每两周更换一次的CGM产品。但苹果的方式完全不同，苹果的技术方案是使用硅光子芯片来测量，这一套系统能将特定波长的激光发射至皮下特定区域，通过测量毛细血管渗透出的间质液，将相关的葡萄糖浓度信息反射回Apple Watch传感器中，进而通过算法确定使用者的血糖水平。

作为营收的重要组成部分，Apple Watch在苹果产品矩阵中占据重要地位。据市场调查机构Counterpoint公布的数据显示，2022年苹果Apple Watch出货量占全球市场的34.1%，是全球销量最高的品牌，并且占据全球智能手表领域60%的营收，可谓是无可争议的霸主。

苹果想做的从来就不是一款简单的手表。Apple Watch从最开始的额外配置集成心率传感器用于健身追踪，到后来的增加EEG检测、残疾人士辅助功能，再到如今，Apple Watch已经发展到了第八代，可以配合eSIM当做独立设备使用，而且ECG心电图、心脏健康、血氧监测等健康功能也逐步落地，成为一个具备自己生态系统的平台型产品。

苹果公司在无创连续血糖监测项目取得重大进展在可穿戴设备领域可谓是一个重磅消息。据 IDF(国际糖尿病联盟，InternationalDiabetesFederation)2021年全球糖尿病报告统计数据显示，全球成年糖尿病患者已达5.37亿，并推测到2045年，这一数字将达到7.83亿。对于糖尿病患者来说，无创血糖监测是一个重要的需求，目前的有创血糖监控对于患者来说不仅麻烦而且痛苦，同时成本大，消耗高，因此如果能实现高精度无创血糖监控，无疑是给全球众多的糖尿病患者带来了福音，同时拥有该技术的智能健康可穿戴设备也将会进一步打开可穿戴设备的市场份额。

大有可为的生物传感芯片

深耕于生物医疗芯片领域十几年，国内芯片厂商暖芯迦在血糖检测方面也在持续发力中。

在CGM领域，暖芯迦自主研发的九感BMS系列芯片，可用来检测核酸和生物标记物等生物分子信号。该SoC包含一个灵敏度极高的4电极电流测量模块，可准确检测预期的生物分子目标。

九感BMS002芯片实物图

它还具有一个嵌入式ARM Cortex-M0 MCU和直接连接到纽扣电池的阻抗测量模块。嵌入式的 ARM Cortex-M0 为用户提供了灵活性，使用户能够实施自己的专用解决方案。其血糖检测工作原理即运用电化学法实现人体血糖浓度检测，生物体液-血糖与传感器上的血糖氧化酶发生电化学反应，产生微弱电流，MCU通过ADC采集电流信号原始AD值，经过相应特定算法转换即可得到人体血糖浓度值。该系列芯片还包括1.5V低功耗蓝牙，多种断电模式和8 MHz 的可配置 CPU 频率，可实现超低功耗。

有了这些特性，搭配不同电极和探头实现无创、高效、定量的各种生物分子信号检测如葡萄糖、乳酸、尿酸、肌酐等。在神经元动作电位与基因碱基信号的高通量检测等前沿领域有很好的应用前景。

无创血糖之外的其他热门生物传感芯片应用

如前所述，苹果的无创血糖监控技术可望大大提升可穿戴设备的市场容量，并且带动相关生物传感器的市场和技术。而可穿戴设备结合生物传感器技术除了无创血糖之外，还有其他的生物传感应用给用户带来更多的健康检测体验。

暖芯迦作为国内领先并且较早实现生物芯片商业化落地的公司，推出了一系列生物芯片以全面覆盖生物电信号处理的大部分应用。在生命体征信号检测领域，暖芯迦推出了九感EPC001- 一款全新的专为采集生物电信号而设计的传感芯片系统(SoC)，是业内首款可同时监测心电(ECG)、脉搏(PPG)、脑电(EEG)和肌电信号(EMG)的SoC芯片。

九感EPC001芯片实物图

九感EPC001集成了高精度EEG、ECG、EMG和PPG模拟前端和强大的单片机(MCU)，同时还集成了强大的ECG/PPG特征提取功能(Heart APP)，可以广泛应用于各种低功耗、高性能的可穿戴产品。该款芯片可替换消费类电子手表、智能穿戴产品、多参数健康检测产品等原有的方案用来测量心率、脉搏、心率变异性、心率不齐参数、呼吸率、焦虑指数、QT间期、血氧、血压等参数。

九感EPC001功能框图

由于芯片的采集精度足够高，该款芯片也适用于医疗器械产品，如多导联心电图检测或者做专业多导联设备心电设备、医疗器械类的多通道信号采集设备。芯片同时又可以采集脑电和肌电，所以也适用于无线脑电采集设备，可以从大脑表皮采集脑电波信号、脑电控制类场景的应用和肌电图机等。

生物传感芯片未来可期

智能化、便携化的概念不断普及，人们的健康管理意识也处于大爆发阶段，无论是健康、亚健康人士还是慢性病患者，都需要完善的健康管理手段，生物传感芯片技术的雄起，为可穿戴设备破题注入新力量，其可探索的边界也同样在延伸中。

暖芯迦在现有的生物芯片功能应用上，未来将会大力发展生物极小信号的高通量检测技术，在纳米孔基因测序、神经元动作电位的高通量检测、神经刺激等领域不断巩固扩大领先优势。

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