低成本、低功耗、小尺寸心率監(jiān)護(hù)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(dǎo)聯(lián)心率監(jiān)護(hù)儀，實(shí)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(shè)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(dǎo)聯(lián)心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端AD8232，該芯片將在心率監(jiān)護(hù)儀市場扮演便攜化、微型化的重要推手角色。　　

　　心率監(jiān)護(hù)儀快速成長

　　心率監(jiān)護(hù)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(hù)功能除了應(yīng)用在診斷級的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備外，還廣泛應(yīng)用在包括跑步機(jī)、按摩椅在內(nèi)的各種運(yùn)動保健器材上，通過實(shí)時監(jiān)測使用者的心率為用戶提供參考生理指標(biāo)。而今天，隨著心率監(jiān)測電子技術(shù)的進(jìn)步，心率監(jiān)測功能已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在佩戴式健身設(shè)備、遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)終端、智能電話、GPS、游戲外設(shè)、汽車等多種電子、機(jī)械設(shè)備上，甚至作為便攜式終端產(chǎn)品的一個標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)配置產(chǎn)品。

　　這些創(chuàng)新應(yīng)用正在對心率監(jiān)護(hù)技術(shù)提出挑戰(zhàn)。例如，穿戴式心率監(jiān)護(hù)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(jī)以及GPS等便攜式設(shè)備內(nèi)置/外置心率監(jiān)護(hù)儀同樣必須具備低功耗及小尺寸特性。此類心率監(jiān)護(hù)儀應(yīng)用已經(jīng)跨入了消費(fèi)及娛樂電子產(chǎn)品領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備提供商具備較強(qiáng)的開發(fā)能力不同，這些廠商通常并不具備強(qiáng)大的研發(fā)能力，特別是缺乏醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)經(jīng)驗，相應(yīng)的應(yīng)用方案必須簡單易用，同時消費(fèi)及娛樂電子設(shè)備日益競爭激烈的市場不允許太高的成本預(yù)算，設(shè)計方案必須具有高性價比。這些都對傳統(tǒng)的心率監(jiān)護(hù)儀設(shè)計方案提出了挑戰(zhàn)。

　　單導(dǎo)聯(lián)模擬前端解決設(shè)計挑戰(zhàn)

　　AD8232結(jié)合了ADI在心電監(jiān)護(hù)應(yīng)用中領(lǐng)先的信號調(diào)理技術(shù)經(jīng)驗，針對單導(dǎo)聯(lián)心率監(jiān)護(hù)市場推出了解決方案。作為一款低功耗、單導(dǎo)聯(lián)、心率監(jiān)護(hù)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(dá)20%，并集成了諸如導(dǎo)聯(lián)脫落檢測、快速恢復(fù)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(shè)計工程師能夠輕松開發(fā)用于重癥監(jiān)護(hù)之外的心率監(jiān)護(hù)儀設(shè)備。

　　設(shè)計更簡單

　　AD8232集成了儀表放大器、增益放大器、基準(zhǔn)電壓緩沖、驅(qū)動導(dǎo)聯(lián)前端基準(zhǔn)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(dǎo)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(shè)計，利用ADI提供的計算公式就可以輕松恰當(dāng)設(shè)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(shè)計，縮短產(chǎn)品上市時間，并提高最終用戶的使用體驗。　　

　　此外，AD8232還集成了創(chuàng)新的快速恢復(fù)模式，當(dāng)用戶在運(yùn)動或其他活動過程中暫時斷開電極連接，當(dāng)電極重連后，AD8232可以快速自動恢復(fù)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(diǎn)高通濾波器來消除運(yùn)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(shí)現(xiàn)了較大增益以及高通濾波。此外，該芯片還采用一個運(yùn)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(yīng)用的需要。基于AD8232可實(shí)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(hù)需要考慮到一系列獨(dú)特設(shè)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(shè)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(shè)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(diǎn)

　　目前，國內(nèi)超過20家的電子產(chǎn)品企業(yè)正在對AD8232進(jìn)行應(yīng)用評估和使用。可以預(yù)見，基于AD8232實(shí)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(yīng)用增加新的賣點(diǎn)。