你的位置:首頁 > 測試測量 > 正文

解析:一款可穿戴無線ECG動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計

發(fā)布時間:2014-12-28 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)的心電監(jiān)護(hù)儀都需要隨身攜帶記錄監(jiān)視儀,而且需要放在能夠接觸病人的頸部或腕部,但是無線心電圖監(jiān)視儀可以使干擾和噪聲大幅度降低,尺寸較小,信號精確,提升了患者的舒適度和隱私度。

病人的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過加密,每隔幾分鐘就自動上載至醫(yī)院、護(hù)理機(jī)構(gòu)或養(yǎng)護(hù)機(jī)構(gòu)中的現(xiàn)場采集分析系統(tǒng)。病人可以在預(yù)定的時間(每天或每周)到醫(yī)生辦公室或診所上載信息,而無需移除監(jiān)視儀或重新放置電極。無線心電圖監(jiān)視儀還可以安裝存儲卡,通過手機(jī)或局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。除了性能、可靠性、低功耗以及成本等因素,無線心電圖監(jiān)視儀設(shè)計必須支持專用的遙測頻段,以使監(jiān)視儀的心電圖數(shù)據(jù)可以迅速、準(zhǔn)確、安全的傳輸至數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行評估。

在北美地區(qū),無線醫(yī)療遙測服務(wù)(WMTS)頻段以及其它免授權(quán)的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用(ISM)頻段提供專用的頻譜,以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o干擾、可靠連接。 ADI公司的ADF7021高性能、窄帶ISM收發(fā)器IC支持WMTS頻段以及433 MHz、868 MHz與915 MHz的ISM頻段。

ADF7021具有同類最佳的接收機(jī)靈敏度,在1 kbps時為-123 dBm,內(nèi)置T/R開關(guān)、VCO tank、RF/IF濾波器、全自動化的自動頻率控制(AFC)與自動增益控制(AGC)電路。為了延長電池壽命,ADF7021可以設(shè)置在功耗極低的休眠模式,使電流消耗下降至不足0.1 μA。ADF7021與低功耗微控制器一起使用時,平均待機(jī)電流不足2 μA。WMTS優(yōu)化的無線電電臺參考設(shè)計(EVAL-ADF7021DBZ6)包括原理圖與布局,可供用戶作為無線心電圖監(jiān)視儀設(shè)計的參考。

解析:一款可穿戴無線ECG動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計
圖1
 
無線動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀尺寸極小,足以安裝在心電電極的背面,因為大大減少了噪聲和干擾,其信號精確度優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計。該電路價格低廉,并能提供診斷級單導(dǎo) 聯(lián)心電圖。 由于存在驅(qū)動腿,因而無需60 Hz陷波濾波器。 收發(fā)器(如下所示的ADF702x)及其外圍電路隨其所使用的頻帶而變化。 由于所有電路可以穿戴在衣物中,極大提升了患者的舒適度和私密性。

功能框圖

解析:一款可穿戴無線ECG動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計
圖2
 
AD623是一款集成單電源儀表放大器,提供軌對軌輸出擺幅和低功耗(3 V電壓功耗為1.5 mW)。其中心節(jié)點用于訪問殘留共模信號。

AD8500低功耗、高精密CMOS運(yùn)算放大器的最大電源電流是1 μA,最大偏置電壓1 mV,典型輸入偏移電流1 pA,提供軌對軌輸入和輸出,采用1.8 V ~ 5.5 V單電源或±0.9 V ~ ±2.75 V雙電源供電。

AD8641低功耗、軌對軌輸出結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)放大器具有高輸入阻抗、高精密性能以及低成本,輸入阻抗大于681 kΩ。

AD7466是一款12-bit ADC,采用小型封裝,且功耗極低,3.6 V/50 kSPS時,功耗為480 μW。它采用6引腳SOT-23封裝。對于要求更寬動態(tài)范圍和更高信噪比的設(shè)計來說,AD7685 PulSAR? ADC可以提供16-bit分辨率,在2.5 V/100 kSPS時,功耗為1.35 mW,它采用3 mm × 3 mm QFN (LFCSP)封裝。

另一種實現(xiàn)此信號鏈的方案是采用ADuC7022 取代ADC和MCU。功能框圖如下。ADuC7022內(nèi)置16-bit/32-bit MCU,它在單芯片上集成了一個性能高達(dá)1 MSPS的ADC。ADC提供必要的動態(tài)范圍,以滿足醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn),檢測微弱的心電圖波形變化。ARM7架構(gòu)包括32-bit寄存器,使它能夠?qū)π碾妶D信號進(jìn)行實時FIR濾波。

功能框圖

解析:一款可穿戴無線ECG動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計
圖3
 
ADuC70xx系列均為完全集成的1 MSPS、12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在單芯片內(nèi)集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和閃存/EE存儲器。

相關(guān)閱讀:

可穿戴設(shè)備在扮演什么角色?是否侵犯隱私
拍案叫絕!MEMS傳感器在汽車、可穿戴、工業(yè)領(lǐng)域的“三連擊”
各有千秋!專為可穿戴設(shè)備打造的電源管理解決

要采購濾波器么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉