心電圖的干擾信號包含來自電源的50/60Hz干擾、病人活動導(dǎo)致的運動偽影,、電外科設(shè)備、除顫脈沖、起搏器脈沖及其它監(jiān)控設(shè)備等引起的射頻干擾,。如何應(yīng)對信號采集過程中的挑戰(zhàn)呢？本文將告訴你解決技巧,。

信號采集挑戰(zhàn)

大的直流偏移和多種干擾信號的出現(xiàn)會導(dǎo)致ECG信號的測量面臨挑戰(zhàn),。典型電極的電壓最高可達(dá)300mV。干擾信號包含來自電源的50/60Hz干擾,、病人活動導(dǎo)致的運動偽影,、電外科設(shè)備、除顫脈沖,、起搏器脈沖及其它監(jiān)控設(shè)備等引起的射頻干擾,。

ECG內(nèi)所需的準(zhǔn)確度會隨終端設(shè)備的變化而有所不同：

標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控設(shè)備需要0.05～30Hz之間的頻率
診斷設(shè)備需要0.05～1000Hz之間的頻率

可以借助能消除兩輸入端AC線路常見噪聲的高輸入阻抗儀表放大器(INA)抵消一些50Hz/60Hz共模干擾。為了進一步消除線電源噪聲,，信號憑借放大器通過右腿被反向并向病人驅(qū)回,。只需少許微電流甚至更少即可實現(xiàn)顯著的CMR改進并保持在UL544限制之內(nèi)。此外還會使用50/60Hz數(shù)字陷波濾波器進一步降低干擾,。

模擬前端選項

優(yōu)化功耗和模擬前端的PCB面積對于便攜式ECG而言非常關(guān)鍵,。技術(shù)改進后，當(dāng)前提供了多種前端選項：

1.使用低分辨率ADC(需要所有濾波器)
2.使用高分辨率ADC(需要較少濾波器)
3.使用Σ-Δ ADC(無需濾波器,、除INA之外的放大器,、直流偏移)
4.使用順序和同步采樣方法。

使用低分辨率(16位)ADC時,，信號需要被顯著增益(增幅通常為100～200倍)以達(dá)到必要的分辨率,。使用高分辨率(24位)Σ-Δ ADC時，信號需要4～5倍的適度增益,。因此可以除去消除直流偏移所需的第二增益級和電路,。這將實現(xiàn)面積與成本上的整體縮減。Σ-Δ方法還將保留信號的整個頻率內(nèi)容,，并為數(shù)據(jù)后期處理提供充分的靈活性,。

借助順序方法,，創(chuàng)建ECG引線的單個通道可被復(fù)用到一個ADC。這樣一來,，相鄰?fù)ǖ篱g必然會存在偏移,。借助同步采樣方法即可將專用ADC用于每個通道，因此通道之間不存在前面提及的偏移,。