在全球范围，高血压是导致过早死亡的一个主要原因[1]，而世界卫生组织(WHO)估计，全球约有 12.8 亿名30 至 79 岁的成年人患有高血压，因此设定了到 2030 年将高血压患病率降低 33%的目标。
要知道自己是否患上高血压(BP)的唯一方法，是定期测量血压；然而，许多人没有这个习惯，因此直到发生严重医疗事件时，才知道自己患有高血压。先进的可穿戴设备可以让佩戴者全天候掌握自己的血压，而不必去看保健专家或使用笨重的家用血压计。
无线时代的高血压管理
如今，先进的技术使得空间和资源受限的设备也可具备强大功能，意味着人们可以通过腕戴式和指戴式可穿戴设备读取准确可靠的血压数据，以及大量其他心血管健康指标，如最大 V02、血氧饱和度 (Sp02)、体温、心率、心率变异性 (HRV) 和睡眠数据。
如今的可穿戴设备不仅能实现主动监控，还能支持边缘机器学习(Machine Learning, ML)和传感器融合。ML可以通过扫描大量数据来识别影响血压的多种因素，在测量高血压方面发挥作用。而后可以帮助开发算法，不断提高可穿戴设备的测量准确性，不仅能发现高血压，还能识别潜在的原因，如缺乏活动或睡眠呼吸暂停。
与此同时，传感器融合使设备能够将来自多个传感器的不同数据流结合起来，消除没有用的 “噪音”，并确定来自哪些传感器的数据点与健康问题相对应。这些数据不仅对个人有价值，对于临床医生也有价值，他们可以远程监控病人，并根据需要采取补救措施。
边缘 ML 和传感器融合
为了在边缘提供 ML 和传感器融合，同时承担大量繁重的计算工作，确保敏感健康数据的安全，并监督可靠的无线连接，现今的先进健康可穿戴设备开发商对其设备的无线 SoC 提出了近乎严苛要求。
对于可穿戴设备来说，重量和外形尺寸也是关键的考虑因素，因为它们的设计初衷是让佩戴者舒适地全天候佩戴，不能过于笨重。这意味着为其助力的 SoC 必须将大量硬件(MCU、无线电、内存、安全功能)集成到一个封装内，以智能戒指为例，其尺寸可能不超过 8 mm x 3 mm。这些空间限制也局限了可穿戴设备电池的尺寸、重量和容量。因此，功耗始终是设计中的一个重要考虑因素，所使用的 SoC必须针对超低功耗进行优化，因为没有人希望每晚都要为可穿戴设备充电。
Nordic下一代无线SoC助力先进可穿戴设备
针对当今可穿戴设备严格的尺寸限制，芯片制造商推出了封装更小但功能更强大的SoC产品。例如，Nordic Semiconductor 最近推出了nRF54L系列，提供 2.4 x 2.2 mm WLCSP 超紧凑型变体，相比同类前代产品减小了50%，同时还将处理能力提高至两倍，处理效率提高至三倍，并降低了功耗。
在该系列中，nRF54L的内存容量最大，具有 1.5 MB 非易失性存储器 (NVM) 和 256 KB RAM，非常适合要求严苛的应用，包括 BP 监测可穿戴设备。除充裕的内存外，nRF54L 系列还集成了低功耗 RISC-V 协处理器，无需额外的外部组件即可支持高级应用要求，从而降低了 BOM 成本，再次实现了紧凑型设计。
nRF54L 系列的先进安全设计
随着消费者对保护其敏感个人数据的警惕性不断提高，nRF54L 系列在设计上优先考虑安全性，集成了 Arm TrustZone 隔离、篡改传感器和加固加密加速器等功能，以满足从基本到高级的安全性要求。
当然，解决全球范围高血压问题，需要的不仅仅是智能可穿戴设备，但它们将会发挥强大的作用。美国心脏协会的最新指南强调了智能可穿戴设备在高血压诊断和管理中的作用。
下一个重要课题是如何妥善地将新技术融入医生和患者的临床实践中。这项工作正在进行中，而芯片制造商和开发商当前和未来的发展，应可帮助确保可穿戴技术变得越来越用户友好、可靠、准确和灵活，并且最终帮助预防高血压引起的心脑血管疾病。
参考资料:
1. World Health Organization Hypertension Fact Sheet. WHO, December 2024.