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生理参数模拟器

生理参数模拟器AECG100, 同步输出 ECG 心电及 PPG 光学心率模拟讯号,ECG 及 PPG 讯号间的 PWTT 脉搏波传导时间可调整
符合国际最新医疗标准:IEC 60601-2-47、YY 0885、YY 9706.247,适用于研发、法规符合性及产线测试

  • 产品型号:AECG100
  • 厂商性质:代理商
  • 更新时间:2023-12-11
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详细介绍

生理参数模拟器AECG100, 

概述

AECG100 ECG 主机模块依据移动式心电图机标准测试线路之要求设计,输出讯号wan全符合医疗标准

PPG-1R-525 单信道光学模块可提供 PPG 心率模拟讯号

PPG-2TF-660、PPG-2R-880 及 PPG-2R-940 双信道光学模块可输出红光及红外光模拟讯号,提供 SpO2 血氧饱和度仿真讯号

PWTT 脉搏波传导时间参数可调整,有效验证血压量测算法精确度

可开发被测设备(DUT)的 R 曲线,以提供 SpO2 监测器的软件验证及确认

不同测试项目的测试参数可储存及读取,可排序做整合测试,有效降低人为错误,节省人力支出

可播放原始数据 Raw Data 波形,重现临床录制或是自行编制的波形

AECG 标准辅助软件简化测试步骤,点击鼠标即可完成医疗标准所需测试

提供软件开发工具包(Software Development Kit),用户可自行开发客制或全自动化测试软件


2. 图4 是待测装置 MAXREFDES103 的 PPG Evaluation Kit 控制软件显示画面,这个软件是透过无线蓝芽控制 DUT。中间两组波形分别是 PD 检波红光和红外光后的波形,最下方中间的 SpO2 (%)则是显示测量到的 SpO2 值。最左边的 HR (bpm) 则是显示测量到的心率值,但由于 HR 值是由反射绿光测量,而这个测试只用到红光和红外光,因此所显示的数值没有意义。


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图4、待测装置 MAXREFDES103 的 PPG Evaluation Kit 控制软件显示画面


 


3. 测试之前,先解释脉搏血氧仪是如何测得 SpO2 值:


- SpO2 值是由 R 曲线来算出的,起始时可以使用Webster线性经验校准公式: SpO2 = 110 - 25R,其中的 R 值是定义为 PI(R) / PI(IR),PI(R) 和 PI(IR) 分别为红光和红外光的灌注指数 (PI, Perfusion Index)。


- PI(R) = AC(R) / DC(R),PI(IR) = AC(IR) / DC(IR),AC(R) / AC(IR) 和 DC(R) / DC(IR) 分别为红光 / 红外光光强的 AC 和 DC 成分。


- AC 成分是反应人体动脉血量变化,动脉血量变化较大的人,吸收入射光量的变化也较大,因此反射光强弱的差异也较大,也就是 AC 的变化较大,AC 值较高。


- DC 部分则是反应人体皮肤颜色的变化,皮肤颜色较深的人会吸收较多入射光,因此反射光较弱,也就是 DC 值较低。


4. AECG100 SpO2 的出厂值设置:如图5,首先使用 AECG 100 SpO2 的出厂值设置,R 曲线为 110 – 25R,PI(R) = 2%, AC(R) = 12.5 mV, DC(R) = 625 mV, PI(IR) = 4%, AC(IR) = 25 mV, DC(IR) = 625 mV, 此时SpO2 = 98%。播放这个设置的信号后,先按下左下侧的「Sampling」按键,这个按键功能是显示 AECG 100 PPG 上 PD 检波 DUT LED 的光信号波形。由图5 上的波形可以得知检波出的红外光的强度高于红光的强度,这是说明 DUT LED 发出的红外光强度高于红光强度,这也表明反射光的强度应该对应于发射光强度,因此重新设置 AECG 100 R/IR 的 DC 值,让 IR 的强度大于 R。另外,由这些 AECG 100 的 PD 检测到的待测物 LED 发光的行为,可以分别得知R/IR LED 光强和延迟,光脉冲重复周期,光强是否稳定等信息。这些由 AECG 100 的 PD 检波出的原始信号,可以从另外一个在 PPG 模块右侧的接头输出到示波器上,利用示波器内更高的采样率和分辨率,可以将这些信息分析得更准确。


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图5、AECG100 PPG PD 检波出 DUT LED 的红光和红外光的强度


 


5. 重新设置 AECG100 SpO2 : 如图6 所示,先将 DC(R) 改成 400mV 使红光的强度弱于红外光的强度 DC(IR) = 625mV,然后锁住这两个 DC 值。再将 AC(IR) 设置为 10mV, 此时的 PI(IR) 固定于 5% (10/625 = 0.025), 而 PI(R) = AC(R)/400, 因此改变 AC(R) 的值 PI(R) 就会改变,PI(R) 改变 R 值就会跟着改变,SpO2 也就随着改变。(这样的设置也符合人体实际测试的状况,由于氧合血红蛋白和缺氧血红蛋白对红光的吸光率变化较红外光大,因此反射红光强度变化较大,红外光较小。)


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图6、设置 AECG100 SpO2 AC / DC / PI / R / SpO2 参数


 


6. 由 SpO2 Table 计算出 DUT 的 R 曲线:接下来就是用 AECG 100 改变 R 值的功能来找出 DUT 的 R 曲线,刚开始时原厂设置 R 曲线为 SpO2 = 110 – 25R,但这 R 曲线可能和 DUT 的 R 曲线不一致,因此虽然设置相同的 R 值,但 DUT 测量到的 SpO2 值会和 AECG 100 的 SpO2 设置值不同。要获得符合 DUT 的 R 曲线,可以用 DUT 实际测量到的 SpO2 值和变化的 R 值导出 R 曲线方程式。图6 中间第一行「Use SpO2 Table」就是建立一个 SpO2 和 R 值的表格,然后利用表格内的参数导出方程式得到 DUT 的 R 曲线。


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7. 图7 是改变 AECG100 的 R 值来测试 DUT (MAXREFDES103) 的 SpO2 值,以表中第二行的数值为例,AC(R) = 3.6mV, DC(R) = 400mV (此时 PI(R) = 3.6/400 = 0.9%), AC(IR) = 10 mV, DC(IR) = 625 mV (PI(IR) = 10/625 = 1.6%), R 值 = PI(R)/PI(IR) = 0.9%/1.6% = 0.56, DUT 显示的 SpO2 值为 100%, 接下来只改变 AC(R) = 4.2mV 其余参数保持不变,R 值改变为 1.05%/1.6% = 0.66, 此时 DUT 显示的 SpO2 值为 98%,逐渐升高 AC(R) 值,由于 AC(R) 值升高,R 值就会升高,SpO2 值会逐渐下降。因此可获得一串改变的 R 值和 DUT 测得的 SpO2 值,图7 的表格内列出了 7 笔实测数据,SpO2 值从 100% 到 70%,从这 7 笔数据可以算出 R 曲线的一次 / 二次方程式,此方程式因为是 DUT 依据 AECG 100 改变的 R 值实测到的 SpO2 数值,因此可以得出 DUT 的实测 R 曲线。


生理参数模拟器AECG100,

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