心电图模拟前端器件提升生理参数
心电图模拟前端器件提升生理参数
监护的精度和质量
医疗设备牵涉到病人的生命安全，因此对于设备的精度与质量特别的重视，尤其是心电图（Electro Cardio Graphic, ECG）、心脏除颤器等设备，都必须要在关键时刻随时让医护人员掌握病人的生理特征，才能做好拯救生命的重责大任。本文将为您介绍心电图应用的需求，以及由ADI推出的ECG模拟前端器件的特性。
多生理参数监护仪市场需求正在快速攀升
在医疗应用中，经常需要采用多生理参数监护仪来监看病人的生理特征，并在医院中存在多种用途，包括手术室（OR）、急诊室（ER）、心脏监护室（CCU）、重症监护室（ICU）、电生理学（EP）实验室／插管实验室、遥测／动态心电监护设备、睡眠失调中心、术后恢复病房、内科病房和可植入式起搏器／除颤器手术室等，范围十分广泛。
此外，在家用／医院外便携式设备的需求也在增加当中，从动态心电监护仪一类的设备（这类设备记录多个ECG通道，包括定期记录血压的血压计臂箍），到可记录多种生理参数的家用多导睡眠图仪，以及能有效减少或抑制帕金森病导致的肌肉震颤的深部脑刺激器、用于治疗严重抑郁的经颅磁性刺激器，还有用于稳定病人体内的血糖水平的血糖仪和胰岛素泵等，市场需求正在逐渐扩大。
ECG模拟前端加快产品的开发速度
ADI看到了市场的需求，推出了ADAS1000 ECG模拟前端，能够测量ECG信号、胸阻抗、起搏伪像及导联连接／脱落状态，并将此信息以数据帧的形式输出，以可编程数据速率提供导联／矢量或电极数据。它具有低功耗和小尺寸特性，适合电池供电的便携式应用。它还是一款高性能器件，因此适用于高端诊断设备。
ADAS1000-4BSTZ
ADAS1000有多种产品组合，ADAS1000是功能全面的5信道ECG，集成了呼吸和脉搏检测功能；而ADAS1000-1则仅提供ECG通道，没有呼吸和脉搏检测功能。此外，ADAS1000-2则仅可作为从片使用，提供了ECG通道，但无呼吸、起搏及右腿驱动等功能。
ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2旨在简化采集和确保高质量ECG信号的任务。这些器件针对生物电信号应用提供了一种低功耗、小信号数据采集系统。它还具有一些有助于提高ECG信号采集质量的辅助特性，包括多通道导联驱动选择、可选的参考驱动、快速过载恢复、直接输出幅度和相位信息的呼吸电路、三导联起搏检测算法，以及交流或直流导联脱落检测选项。多个数字输出选项则确保监控和分析信号的灵活性。此外，还有一些附加功能如高采样输出可在外部DSP、微处理器或FPGA上执行，可满足高端客户的需求。由于ECG系统应用广泛，ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2采用一种功耗／噪声调整结构，以提高功耗为代价降低噪声，并可以关闭某些不用的信号采集通道，或者降低数据速率以达到省电的目的。
为了简化产线测试、开发以及提供整体上电测试，ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2提供了许多特性。例如通过校准DAC提供直流和交流测试激励、循环冗余校验（CRC）冗余测试，以及对所有相关寄存器地址空间的回读功能。输入结构为差分放大器输入，允许用户选择不同配置方案来实现最佳应用。
ADAS1000/ADAS1000-1/ADAS1000-2提供两种封装选项，包括56引脚LFCSP和64引脚LQFP，其运作的额定温度范围均为−40℃至+85℃，可应用于ECG监控与诊断、床边病人监护、便携式遥测、动态心电监护仪、自动体外除颤器（AED）、心脏除颤器、便携式监护仪、心脏起搏器编程器、病人运送、压力测试等应用领域。
ADAS1000可支持生物电信号输入、数字信号输出，具备5个采集ECG通道和1个受驱导联，可多个IC并联以用于10个或更多电极的测量，主器件ADAS1000或ADAS1000-1可与从器件ADAS1000-2一起使用，可支持交流和直流导联脱落检测，内置3个导联起搏信号检测算法，可支持使用者数字起搏信号，可进行胸阻抗测量（内部／外部路径），可选参考导联，提供可调噪声与功耗控制、关断模式，器件具有11 mW（1导联）、15 mW（3导联）、21 mW（所有电极）的低功耗能力。
此外，ADAS1000还提供导联或电极数据，支持AAMI EC11:1991/(R)2001/(R)2007、AAMI EC38等医疗标准，包括R2007、EC13:2002/(R)2007、IEC60601-1 ed. 3.0 b:2005、IEC60601-2-25 ed. 2.0 :2011、IEC60601-2-27 ed. 2.0 b:2005、IEC60601-2-51 ed. 1.0 b: 2005等版本，支持快速过载恢复，低速或高速数据输出速率，提供SPI/QSPI™/DSP兼容串行接口，56引脚LFCSP封装的尺寸为9 mm × 9 mm，64引脚LQFP封装的主体尺寸为10 mm × 10 mm，ADAS1000 ECG模拟前端还荣获2011年度医疗类最佳电子设计奖。
为加快厂商的产品开发速度，ADI还推出EVAL-ADAS1000SDZ，这是用于ADAS1000的全功能评估套件。评估套件包含评估板，配备2个ADAS1000器件，能够展示最高12引脚的ECG捕捉。套件内包含医用级+5V壁式适配器，配备全球可互换的壁式插头，附带CD中有用于数据捕捉和显示的用户软件。此软件可控制所有ADAS1000寄存器，能够捕捉并显示ECG数据、呼吸数据，检测脉搏并存储数据供脱机处理。
EVAL-ADAS1000SDZ
EVAL-ADAS1000SDZ评估板仅用于硅芯片评估，不能直接连接至动物或人体。此评估板与系统开发平台（SDP）一起使用，或者可通过专用串行接口连接器（J4）直接与SDP接口。SDP控制器板通过USB 2.0连接至PC，评估板连接至SDP控制器板，DAS1000评估板无法直接连接至PC，在PC上运行的评估软件通过SDP控制器板与评估板通信。
结语
现代临床实践十分仰赖多生理参数监护仪来关注病人的生理特征，医疗设备则需要不断完善技术，以实现对病情、变化和变化速率的监测，并要求提高精度和质量，同时缩减尺寸，还要求兼具数据采集、传输和存储技术的发展进步，ADAS1000可以协助满足上述需求，是相关医疗设备制造商的最佳选择。