脈搏血氧測量是一種無創傷的血氧合(SpO2)測量方法。這種測量基於PPG的技術。整合光學前端具有明顯的優勢，然而在弱光螢光應用中，需要確定光學前端的效能。 整合光學前端接收器在醫療裝置，特別是針對脈搏血氧測量以及護理點即時檢測(PoC)等應用中，有著廣泛的使用。本文介紹脈搏血氧測量、護理點即時檢測應用，以及光學前端的性能要求，來探討整合光學前端接收器的優點。 光學前端應用於體外診斷系統 脈搏血氧測量應用 2020年的Covid-19導致健康保健產業的典範轉移。不同年齡層的使用者開始不斷追蹤和監測生命體徵，如血氧飽和度(SpO2)、心率(HR)和VOx水準，這成為他們日常生活方式的一部分。 脈搏血氧測量是一種無創傷的血氧飽合度測量方法，這種測量基於PPG(Photoplethysmography)的技術。這種技術可以分為透射式或反射式(圖1)。在透射式脈搏血氧測量中，光電二極體和(發光二極體)LED分別放置在人體的相對兩側(例如手指)。人體組織吸收部分光線，而光電二極體則收集通過人體的剩餘光線。在反射式脈衝血氧儀中，光電二極體和LED在同一側。這裡的光電二極體收集皮膚下方反射的光。 圖1　用於脈搏血氧測量的透射式(左)以及反射式(右)技術　(圖片來源：ADI) 脈搏血氧測量主要基於三個原則： ・脈搏動脈血液對透射/反射光的吸光度。 ・HbO2和RHb對不同光波長(紅光vs紅外光)的不同吸光度特徵。 ・透射/反射光與光電二極體產生的PPG訊號電流之間的直接相關性。 螢光檢測應用 在基於螢光檢測診斷技術的體外診斷(IVD)測試中，含有螢光標籤的樣本被特定波長的光激發，如圖2中的綠色箭頭所示。如果樣本中含有感興趣的分析物，螢光標籤會透過發射低能級的光對激發產生反應。例如在圖2...

脈搏血氧測量是一種無創傷的血氧合(SpO2)測量方法。這種測量基於PPG的技術。整合光學前端具有明顯的優勢，然而在弱光螢光應用中，需要確定光學前端的效能。 整合光學前端的優勢 (承前文)為PoC讀取器設計訊號鏈時，有兩種不同的架構選擇：完全離散解決方案或使用整合光學前端，如圖4所示。整合解決方案的優勢之一，是有助於簡化系統設計。同步螢光檢測與LED激發的問題被解決，因為已經透過光學前端內部處理。同時，整合光學前端提供了更緊湊的解決方案，電子元件更少。整合解決方案也降低了BOM和供應管理的複雜性，實現了更小的終端裝置，也能夠透過韌體調整關鍵配置參數 圖4　採用整合光學前端的PoC檢測系統 光電二極體PD、LED驅動器和光學濾鏡配置，在沒有開發新的硬體的情況下，離散解決方案無法實現可程式化。當產品開發人員試圖隨著時間的推移，調整平台以使用新的或修的分析方法時，這種類型的可配置性是至關重要的。由於病原體的新變異株和新的疾病經常被添加到測試功能表中，建立可以修改以適應新的分析方法的平臺，而不需要修改硬體，是非常有利的。 整合光學前端具有明顯的優勢，然而，仍需要留意元件在弱光螢光應用中確定光學前端的性能。比較整合光學前端之間的訊噪比(SNR)數字，並不能真正瞭解光學接收器的實際效能。由於光通量通常較低，因此光學前端的絕對背景雜訊是關鍵參數，而不是訊噪比。儘管1/f雜訊分量會限制均值方法對背景雜訊的改善程度，但還是可以基於螢光測量的時標採用均值方法降低背景雜訊。因此，絕對暗電流雜訊，特別是閃爍雜訊，是主導因素。包括PD在內的完整系統的暗電流雜訊，在許多整合光學前端的規格表中並沒有描述，必須單獨測量。 產品如ADI的整合光學前端如MAX86171，適合PoC螢光應用。類比訊號鏈路與數位控制器的整合，使實現光接收器的單個IC解決方案成為可能。MAX86171包含訊號調理光電二極體輸入、19位元電荷整合ADC、低雜訊LED驅動器和FIFO緩衝序列介面。 當元件具有高性能和低雜訊的特性，能夠助力建構高靈敏度的檢測系統。借助均值功能和低1/f雜訊的特性，面積為7.5...

中國大陸政府正大力推動體外診斷(IVD)市場成長。為解決中國大陸人口老化速度加劇及偏遠城市醫療品質亟待提升等問題，中國大陸政府推出多項國家級計畫，並投入大筆經費鼓勵中國大陸廠商投入體外診斷技術研發，因...