拆九安醫(yī)療胎心監(jiān)測儀：看妖股除了新冠檢測還有啥？

當過父母的對胎心監(jiān)測一定不陌生，以前這項檢查基本要去醫(yī)院，但隨著家庭醫(yī)療電子的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了家用的胎心監(jiān)測儀，比如本期要拆解的九安醫(yī)療超聲多普勒胎兒心率儀。說起九安醫(yī)療，買股票的小伙伴肯定如雷貫耳，這個公司的股票幾個月時間從幾塊錢最高漲到將近100元，但是讓它瘋漲的原因是新冠檢測的產(chǎn)品，而醫(yī)療電子的貢獻平平無奇，所以九安的醫(yī)療電子產(chǎn)品到底怎樣？這款胎心儀的內部是什么硬件方案？胎心儀的原理又是什么？以及這種家用的胎心儀到底會不會對人體產(chǎn)生危害？本文就來解開這些答案！

拆解

拆解完，如下圖示，從結構來看，這個胎心儀比較簡潔，整個外殼沒有一顆螺絲固定，全靠卡扣結構結合。

外殼沒什么特色，主要看下內部硬件方案，大致可以把這個胎心儀硬件方案分解為幾個電路部分：電源電路、顯示驅動電路、喇叭電路、藍牙電路以及最重要的超聲多普勒電路。

電源的供電為賽爾電池的750mAh可充電鋰電池，充電接口采用的TYPE-C接口。從這不難發(fā)現(xiàn)，如今即便不是通用型的電子產(chǎn)品，USB Type-C接口也在逐步滲透取代原先的MicroUSB接口，就是不知道iPhone啥時會低下高貴的頭。

顯示電路部分采用了LED的顯示屏，顯示屏與主板通過BTB的連接排線相連，在顯示屏的背面可以看到顯示驅動芯片，為中微愛芯公司的AiP1668，這是一款3線串口共陰極10段7位或13段4位的LED驅動控制器。

喇叭電路可以看到音頻功率放大器（LM4871）以及UTC的雙前置放大器（BA3308G）,內置ALC電路，可以抑制開關機產(chǎn)生的“爆炸”噪聲，實現(xiàn)上電靜音電路。藍牙電路采用的是杰理科技的藍牙SoC方案。

最后也是最重要的一部分電路則是胎心儀的超聲多普勒電路。分為發(fā)射電路跟接收電路。顧名思義，超聲多普勒就是使用了多普勒的原理。

通過電路板上的布局猜測，發(fā)射電路是通過恒爍半導體的32位微控制器（CX32L003F8）產(chǎn)生一個超聲激勵信號，超聲激勵信號會經(jīng)過驅動放大電路以及阻抗匹配后作用到胎心儀的超聲探頭（超聲換能片），從九安的使用說明書上看，產(chǎn)生的脈沖超聲激勵信號的中心頻率大概在2.5MHz左右；而中微愛芯的模擬開關（74HC4053）則用于超聲的發(fā)射和接收功能切換。

再者，在超聲接收電路上，超聲換能片接收超聲回波信號，經(jīng)過硬件濾波，回波放大，放大器是由兩顆圣邦微電子的運算放大器組成（SGM8634），放大后的信號再進入微控制器（LQFP64封裝，型號未知）。所以可以猜測這個MCU內部應該集成ADC單元，對放大器過來的信號進行采樣，然后再進行數(shù)字濾波和解調。最后既可以通過LED顯示屏顯示，也可以通過藍牙發(fā)送信息到手機APP上顯示，當然還可以通過喇叭實現(xiàn)胎心聲音的外放。

所以，硬件BOM表參考如下：

小結

看完九安醫(yī)療的這個超聲多普勒胎兒心率儀的硬件電路，相應的原理也呼之欲出。首先通過恒爍的32位微控制器產(chǎn)生方波激勵信號，并通過驅動放大、阻抗匹配電路后產(chǎn)生中心頻率大概為2.5MHz的脈沖超聲激勵信號，并作用于超聲探頭。當探頭貼近母體并對準胎兒心臟位置，經(jīng)過超聲耦合劑和母體后向胎兒心臟發(fā)射超聲波。當超聲激勵信號遇到心臟壁等運動物體時會產(chǎn)生反射和散射，從而出現(xiàn)正向或反向的多普勒頻率偏移。通過對回波信號濾波以及通過圣邦微電子的運算放大器對回波信號放大，然后再通過微控制器內部的ADC單元對放大后的回波信號進行采樣，隨后通過MCU處理解調后最終計算出胎心心率值。最后再通過LED顯示屏顯示或者通過藍牙發(fā)送到手機APP中顯示。同時，胎心儀內部也設計了外放的胎心聲音輸出電路，通過前置放大器、音頻功率放大芯片以及喇叭，將胎心通過外放輸出，作用不大，但是非常貼心、很是人性化。

了解清楚九安胎心儀的硬件方案和原理，那回到每個孕媽媽最關心的問題，超聲多普勒胎心儀到底安不安全，經(jīng)常使用會不會影響寶寶健康？事實上，超聲對人體或者胎兒有害還是無害關鍵在于劑量，也叫做閾值安全劑量。當使用的超聲劑量小于閾值，那就是無害的，但是作為大多數(shù)的普通人，你基本無法得知這個產(chǎn)品的超聲劑量，只能默認于產(chǎn)品既然已經(jīng)順利上市，那應該算合格，可以放心使用，只能信任于公司的品牌。最后筆者也有一個疑問，可以說九安醫(yī)療這家公司靠新冠檢測產(chǎn)品在2021年一戰(zhàn)成名，那你覺得醫(yī)療電子產(chǎn)品會是它的第二增長曲線嗎？