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XXV MEDICAL 19 - APRILE 2020 MEDICAL OPTICS re senza penetrare i tessuti. Questo risulta in un offset dc che avrà un impatto negativo sull’indice di modulazione; si manifesta sotto forma di interferenza ottica, conosciuta anche come contaminazione luminosa interna o “Inter- nal Light Pollution” (ILP). Per ridurre al minimo gli sfor- zi di progetto e il time to market, specialmente nel caso di aziende con limitate conoscenze in campo ottico, ADI ha realizzato un sottosistema ottico completamente integra- to per le misure a luce riflessa. Si tratta dell’ADPD188GG che contiene tutto il necessario per effettuare una misu- razione ottica. In figura 2 è visibile una foto di questo mo- dulo. L’ADPD188GG è un modulo ottico dall’architettura completamente innovativa, con misure diverse rispetto a quelle delle generazioni precedenti. Il fattore di forma è quasi quadrato, 3,98 mm per 5,0 mm, con uno spessore complessivo di 0,9 mm. Il miglioramento di spicco riguar- da il fotorilevatore, che è stato ruotato di 90° rispetto al precedente; questa posizione, rispetto ai LED, permette di ottenere una sensibilità migliore. Lo stesso fotosensore è stato suddiviso in due aree di 0,4 mm 2 e 0,8 mm 2 , of- frendo la possibilità di aumentare la superficie comples- siva del fotodiodo per una maggiore sensibilità o utiliz- zare un rilevatore di dimensioni inferiori per prevenire fenomeni di saturazione del sensore. Il fotodiodo è situa- to sopra il front end analogico. ADI utilizza l’AFE stan- dalone ADPD1080. Dispone di quattro canali d’ingresso, ciascuno dei quali realizzato attorno a un amplificatore a transimpedenza a guadagno selezionabile (25 k, 50 k, 100 k e 200 k), di un blocco di reiezione della luce ambiente e un ADC SAR a 14-bit. La reiezione dell’illuminazione ambientale avviene nel dominio analogico e, in confron- to ad altre soluzioni di mercato, fornisce prestazioni su- perlative. Per finire, i due LED verdi sono controllati da fonti di corrente integrate, in grado di generare correnti di pilotaggio fino a 370 mA e impulsi della durata mini- ma di 1 μs, per ridurre il valore medio complessivo della corrente. Il package è realizzato in modo tale da ridurre al minimo l’eventualità che la luce emessa dal LED rag- giunga il fotosensore senza penetrare nel tessuto. Questo previene fenomeni d’interferenza ottica, fornendo all’u- tente il migliore indice di modulazione, anche nel caso in cui il sensore fosse collocato dietro una superficie in vetro o plastica: caratteristica ottimale nella realizzazione di un sistema ottico a riflessione. Nelle applicazioni dove viene data la preferenza alla misura della luce trasmessa, l’ADPD188GG può essere utilizzato con LED connessi all’esterno, escludendo quelli interni. Confronto con una soluzione collaudata Prima di intraprendere il progetto di un nuovo sistema ot- tico, è importante determinare il mercato di destinazione e le specifiche richieste per il prodotto finale. Un sistema ottico con prestazioni a livello medicale possiede, general- mente, caratteristiche più elevate di quelle di un disposi- tivo previsto per l’utilizzo in ambito sportivo e di wellness. L’ADPD107 è un front end ottico analogico progettato per sistemi ottici a componenti discreti: è considerato uno standard di riferimento tra i front end ottici sul mercato e, grazie alle sue ottime prestazioni, viene utilizzato in mol- teplici prodotti medicali. DataSenseLabs Ltd. ha matura- to una grande esperienza con l’ADPD107. Tuttavia, dato che in alcune applicazioni l’impiego dei moduli ottici completamente integrati presenta i suoi vantaggi, l’azien- da ha iniziato a operare anche con quest’ultimi, effettuan- do un’analisi comparativa delle prestazioni dell’ADPD107 con quelle del modulo ottico integrato ADPD188GG. Nel- le sezioni che seguono tratteremo più in dettaglio predi- sposizione di prove, configurazioni e risultati. Preparazione del test e acquisizione dati Per il confronto delle ottiche, con ADPD188GG e ADPD107 sono stati registrati simultaneamente, per un periodo di due minuti, i dati grezzi di una PPG. Per la pre- disposizione dell’ADPD188GG è stata usata la scheda di valutazione standard, mentre l’ADPD107 faceva parte del sistema ottico della piattaforma demo wearable (EVAL- HCRWATCH). Entrambi i sistemi sono stati controllati mediante l’interfaccia utente del software applicativo wa- vetool di Analog Devices. Per lo svolgimento della prova, le configurazioni sono state ottimizzate per raggiungere la qualità di segnale più elevata. Le configurazioni degli AFE, inclusi impulsi LED, timing e guadagno dell’ampli- ficatore a transimpedenza sono state mantenute entro un intervallo specifico, per raggiungere lo stesso assorbi- mento in entrambi i sistemi e ottenere così un confronto equo (Tabella 1). La tabella 1 mostra la corrente del LED dell’ADPD188GG, doppia rispetto a quella del LED nella configurazione con ADPD107. Il motivo è che la superfi- cie del fotodiodo della soluzione integrata è più piccola di quella della soluzione discreta, per cui è stato necessario Fig. 2 – Il sottosistema ottico ADPD188GG