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直流耦合模拟前端增强ECG系统功能性(图)

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2011年03月29日 ?? 收藏0

  ECG(心电图)系统是医疗和监护领域最常用的产品之一;随着医学和电子技术的进步,医护市场将对ECG系统的尺寸、成本、连通性等提出更多要求。为满足各种ECG系统目前和未来的需求,Analog Devices, Inc.(ADI)近日推出支持ECG系统实现监护级和诊断级性能的全集成AFE(模拟前端)系列芯片的首款产品ADAS1000。

  ADI 亚太区行业市场总监周文胜介绍说,ADAS1000可有效用于各种ECG系统,包括诊断心电图仪、床边病人监护系统、动态监护仪和心脏除颤器。该器件还集成了起搏器脉搏检测和呼吸测量功能,这些特性对于高性能ECG系统至关重要。用于测量ECG信号并输出数字信号的ADAS1000共包含5个电极;5个电极的设计可最大范围地覆盖目前医护领域的常见ECG系统,即通过单芯片或双芯片并联较容易支持从单导联(Lead)到12导联(需要9个电极)的方案。

ADI亚太区行业市场总监周文胜

ADI 亚太区行业市场总监周文胜

  ADAS1000的信号链BOM(材料清单)明显缩减,从原来的多达50个器件减少到只需单芯片ADAS1000,外加几个分立器件,极大地简化了5电极的ECG系统设计。该器件可以针对噪声性能、功耗或数据速率进行优化配置,适合家用、救护车和临床ECG系统。

  “除此之外,ADAS1000的直流耦合方式也通过较高的分辨率实现成本的降低”,周文胜谈到,过去的ECG系统较多采用交流耦合,缺点是共模电压过高较难实现放大,可以达到几百毫伏,所以很小的几毫伏的信号没办法得到放大,容易被淹没。而直流耦合的优势很多,好处在于可把共模信号先抑制再进行放大,但相应的电路会变得非常复杂,而且有很多滤波在模拟域中实现。无论怎样,直流耦合是大趋势,电极可直接进到芯片中,而无需经过电容耦合做格式处理,简化了输入开关。

  直流偶合除了能通过提高分辨率降低对ADC的成本以外,还具备明显的数据后期处理优势。周文胜说,器件采集到的原始数据可通过高速SPI输出,并支持客户定制化算法,经过芯片内在的逻辑数字处理之后,余下的滤波处理可以在DSP(如ADI的Blackfin产品)或其它的处理器去做,给设计师更大灵活性。

  起搏信号检测、呼吸检测、导联脱落是器件最重要的几个功能。周文胜还表示,ADAS1000集成的心脏起搏器信号检测模块是器件与竞争产品的突出优势之一。由于起搏器会产生激励心肌的电信号,医用ECG规定其必须要能体现在检测结果中。ADAS1000通过3个导联检测起搏器信号,可与ECG同步检测并实现较高的检测精度。另外导联脱落(Lead-Off)检测也是ADAS1000支持的功能,并可通过交流和直流两种方式实现检测。


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