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(dāng)過父母的對胎心監(jiān)測一定不陌生，以前這項(xiàng)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(xiàn)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)結(jié)合。

外殼沒什么特色，主要看下內(nèi)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(qū)動電路、喇叭電路、藍(lán)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(qū)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(qū)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(nèi)置ALC電路，可以抑制開關(guān)機(jī)產(chǎn)生的“爆炸”噪聲，實(shí)現(xiàn)上電靜音電路。藍(lán)牙電路采用的是杰理科技的藍(lán)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(dǎo)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(qū)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(guān)（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(yùn)算放大器組成（SGM8634），放大后的信號再進(jìn)入微控制器（LQFP64封裝，型號未知）。所以可以猜測這個MCU內(nèi)部應(yīng)該集成ADC單元，對放大器過來的信號進(jìn)行采樣，然后再進(jìn)行數(shù)字濾波和解調(diào)。最后既可以通過LED顯示屏顯示，也可以通過藍(lán)牙發(fā)送信息到手機(jī)APP上顯示，當(dāng)然還可以通過喇叭實(shí)現(xiàn)胎心聲音的外放。

所以，硬件BOM表參考如下：

小結(jié)

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(yīng)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(qū)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(dāng)探頭貼近母體并對準(zhǔn)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(dāng)超聲激勵信號遇到心臟壁等運(yùn)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(yùn)算放大器對回波信號放大，然后再通過微控制器內(nèi)部的ADC單元對放大后的回波信號進(jìn)行采樣，隨后通過MCU處理解調(diào)后最終計(jì)算出胎心心率值。最后再通過LED顯示屏顯示或者通過藍(lán)牙發(fā)送到手機(jī)APP中顯示。同時，胎心儀內(nèi)部也設(shè)計(jì)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(guān)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(shí)上，超聲對人體或者胎兒有害還是無害關(guān)鍵在于劑量，也叫做閾值安全劑量。當(dāng)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(rèn)于產(chǎn)品既然已經(jīng)順利上市，那應(yīng)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？