心電圖設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
TI 的全新 ADS1298 采用 8 個(gè)通道的 PGA 以及一個(gè)單獨(dú)的 24 位 Δ-Σ ADC,；威爾遜中心終端,、功能增強(qiáng)的戈德伯格終端及其放大器,，實(shí)現(xiàn)了完全標(biāo)準(zhǔn)的 12 導(dǎo) ECG 集成模擬前端,。與分立實(shí)施相比,，ADS1298 縮減了組件數(shù)并降低了高達(dá) 95% 的功耗，每通道僅需 1mW 的功效,，同時(shí)客戶(hù)還可獲得最高級(jí)別的診斷準(zhǔn)確度 [觀(guān)看視頻]
ECG 系統(tǒng)功能與發(fā)展
ECG 機(jī)的基本功能包括 ECG 波形顯示（通過(guò) LCD 顯示屏或印刷紙媒質(zhì)顯示）,、心跳律動(dòng)指示以及通過(guò)按鈕控制的簡(jiǎn)單用戶(hù)界面。越來(lái)越多的 ECG 產(chǎn)品要求具備更多的功能,，例如通過(guò)便攜式媒體存儲(chǔ)電子病歷,、無(wú)線(xiàn)/有線(xiàn)傳輸以及在具有觸摸功能的大型 LCD 顯示屏上顯示 2D/3D 圖像,。多級(jí)診斷功能正在幫助沒(méi)有受過(guò)專(zhuān)門(mén) ECG 培訓(xùn)的醫(yī)護(hù)人員掌握 ECG 模式及某些心臟病的信號(hào)指示。在采集并數(shù)字化 ECG 信號(hào)之后,，將發(fā)送這些信號(hào)以進(jìn)行顯示和分析,，其中包括進(jìn)一步的信號(hào)處理。
信號(hào)采集挑戰(zhàn)：
大的直流偏移和多種干擾信號(hào)的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致 ECG 信號(hào)的測(cè)量面臨挑戰(zhàn),。典型電極的電壓最高可達(dá) 300mV,。干擾信號(hào)包含來(lái)自電源的 50/60Hz 干擾、病人活動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)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(huì)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(xiàn)常見(jiàn)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(jìn)一步消除輸電線(xiàn)供電噪聲，信號(hào)憑借放大器通過(guò)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(shí)現(xiàn)顯著的 CMR 改進(jìn)并保持在 UL544 限制之內(nèi),。此外還會(huì)使用 50/60Hz 數(shù)字陷波濾波器進(jìn)一步降低干擾。
模擬前端選項(xiàng)：
優(yōu)化功耗和模擬前端的 PCB 面積對(duì)于便攜式 ECG 而言非常關(guān)鍵,。技術(shù)改進(jìn)后,，當(dāng)前提供了多種前端選項(xiàng)：
使用低分辨率 ADC（需要所有濾波器）
使用高分辨率 ADC（需要較少濾波器）
使用 Σ-Δ ADC（無(wú)需濾波器、除 INA 之外的放大器,、直流偏移）
使用順序和同步采樣方法,。
使用低分辨率（16 位）ADC 時(shí)，信號(hào)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(shí),，信號(hào)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(jí)和電路,。這將實(shí)現(xiàn)面積與成本上的整體縮減,。Σ-Δ 方法還將保留信號(hào)的整個(gè)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(xiàn)的單個(gè)通道可被復(fù)用到一個(gè) ADC。這樣一來(lái),，相鄰?fù)ǖ篱g必然會(huì)存在偏移,。借助同步采樣方法即可將專(zhuān)用 ADC 用于每個(gè)通道，因此通道之間不存在前面提及的偏移,。
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