低成本、低功耗、小尺寸心率監(jiān)護儀功能模塊

　　摘要：ADI的AD8232，可用于低功耗、小尺寸、高性價比的單導聯(lián)心率監(jiān)護儀，實現(xiàn)便攜化、微型化。

　　圖1所示是世界首款超級便攜的掌上超聲系統(tǒng)，您可以輕松地裝入衣服口袋隨身攜帶。這款由澳大利亞Signostics公司開發(fā)的產(chǎn)品采用了ADI公司的傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)以及信號調(diào)理技術(shù)，有效地將傳統(tǒng)超聲設備的功能“壓縮”到可輕松掌握的超小尺寸。

　　ADI公司日前推出了低功耗、小尺寸、超高性價比的單導聯(lián)心率監(jiān)護儀模擬前端AD8232，該芯片將在心率監(jiān)護儀市場扮演便攜化、微型化的重要推手角色?！　?/p>

　　心率監(jiān)護儀快速成長

　　心率監(jiān)護儀作為重要、常規(guī)的醫(yī)療保健手段，正在變得越來越便利、普及。傳統(tǒng)的心率監(jiān)護功能除了應用在診斷級的心電監(jiān)護設備外，還廣泛應用在包括跑步機、按摩椅在內(nèi)的各種運動保健器材上，通過實時監(jiān)測使用者的心率為用戶提供參考生理指標。而今天，隨著心率監(jiān)測電子技術(shù)的進步，心率監(jiān)測功能已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在佩戴式健身設備、遠程健康監(jiān)護終端、智能電話、GPS、游戲外設、汽車等多種電子、機械設備上，甚至作為便攜式終端產(chǎn)品的一個標準外設配置產(chǎn)品。

　　這些創(chuàng)新應用正在對心率監(jiān)護技術(shù)提出挑戰(zhàn)。例如，穿戴式心率監(jiān)護儀通常采用紐扣式電池供電，對低功耗、小尺寸要求極高，智能手機以及GPS等便攜式設備內(nèi)置/外置心率監(jiān)護儀同樣必須具備低功耗及小尺寸特性。此類心率監(jiān)護儀應用已經(jīng)跨入了消費及娛樂電子產(chǎn)品領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的醫(yī)療設備提供商具備較強的開發(fā)能力不同，這些廠商通常并不具備強大的研發(fā)能力，特別是缺乏醫(yī)療設備的開發(fā)經(jīng)驗，相應的應用方案必須簡單易用，同時消費及娛樂電子設備日益競爭激烈的市場不允許太高的成本預算，設計方案必須具有高性價比。這些都對傳統(tǒng)的心率監(jiān)護儀設計方案提出了挑戰(zhàn)。

　　單導聯(lián)模擬前端解決設計挑戰(zhàn)

　　AD8232結(jié)合了ADI在心電監(jiān)護應用中領(lǐng)先的信號調(diào)理技術(shù)經(jīng)驗，針對單導聯(lián)心率監(jiān)護市場推出了解決方案。作為一款低功耗、單導聯(lián)、心率監(jiān)護儀模擬前端芯片，與競爭方案相比，AD8232的尺寸縮小50%，功耗降低多達20%，并集成了諸如導聯(lián)脫落檢測、快速恢復等多種關(guān)鍵特性。憑借AD8232在功耗、尺寸和集成度方面的優(yōu)勢，設計工程師能夠輕松開發(fā)用于重癥監(jiān)護之外的心率監(jiān)護儀設備。

　　設計更簡單

　　AD8232集成了儀表放大器、增益放大器、基準電壓緩沖、驅(qū)動導聯(lián)前端基準緩沖、右腿驅(qū)動電路、關(guān)斷功能，以及用戶可選的(交流或直流)導聯(lián)脫落檢測電路(監(jiān)控到電極與病人或用戶斷開連接時，會向系統(tǒng)發(fā)出報警信號)。AD8232解決了從電極到處理器之間的很多問題，整個外圍電路簡單，只需要幾個電阻電容器件即可完成前端電路設計，利用ADI提供的計算公式就可以輕松恰當設置這些電阻電容的參數(shù)值。單芯片的模擬信號鏈前端芯片大大簡化了系統(tǒng)設計，縮短產(chǎn)品上市時間，并提高最終用戶的使用體驗?！　?/p>

　　此外，AD8232還集成了創(chuàng)新的快速恢復模式，當用戶在運動或其他活動過程中暫時斷開電極連接，當電極重連后，AD8232可以快速自動恢復心電信號，輸出穩(wěn)定結(jié)果的時間比不具備此功能的方案相比時間大大縮短，從而顯著改善最終用戶體驗。

　　AD8232采用雙極點高通濾波器來消除運動偽像和電極半電池電位。該濾波器與儀表放大器結(jié)構(gòu)緊密耦合，在單級別、節(jié)約空間和成本的情況下實現(xiàn)了較大增益以及高通濾波。此外，該芯片還采用一個運算放大器結(jié)構(gòu)的電路來創(chuàng)建一個三極低通濾波器，消除了線路噪聲和其他干擾信號。用戶可以通過選擇所有濾波器的截止頻率來滿足不同類型應用的需要?；贏D8232可實現(xiàn)高共模抑制能力(80 dB)，低輸入噪聲(20μV pp，從0.5至40 Hz)。

　　這種級別的非診斷監(jiān)護需要考慮到一系列獨特設計因素，AD8232為制造商提供一種分割合理、平衡的信號處理架構(gòu)，設計和調(diào)試更簡單、可靠且精確。單芯片的模擬信號鏈前端芯片大大簡化了系統(tǒng)設計，縮短產(chǎn)品上市時間，并提高最終用戶的使用體驗。

　　心率監(jiān)測將成為很多產(chǎn)品的新賣點

　　目前，國內(nèi)超過20家的電子產(chǎn)品企業(yè)正在對AD8232進行應用評估和使用?？梢灶A見，基于AD8232實現(xiàn)的低成本高性能心率監(jiān)測儀將在很多產(chǎn)品中出現(xiàn)，也將以較低的成本為這些應用增加新的賣點。