电子产品世界

模拟前端的选项

对于便携ECG而言，优化模拟前端的功耗以及PCB区非常关键。由于技术的进步，现在有几种前端的选择：

- 采用低分辨率ADC（需要所有的滤波器）；

- 采用高分辨率ADC（需要少量滤波器）；

- 采用Σ-Δ ADC（不需要滤波器，除INA外不需要放大器，无DC偏移）；

- 采用顺序或同步采样方案。

当使用低分辨率（ 16位）ADC时，信号需要显着地提高增益（通常是100x~200x），才能达到所需分辨率。当使用高分辨率（24位）ADC时，信号需要4x~5x的适度增益。这样就可以省掉第二个增益级，以及用于消除DC偏移的电路。这样就从整体上减少了面积和成本。另外，Δ-Σ方案还保留了信号的全部频率分量，从而为数字后处理带来了极大的灵活性。

当采用顺序采样方案时， 每个通道都将ECG的导线复用到一个ADC上。此时，相邻通道之间有一个确定的扭曲。当采用同步采样方案时， 每个通道都有一个专用ADC,因此通道之间没有扭曲。

飞思卡尔有大量低成本的开发板，叫做MED-EKG模块，这是一种极其万能的系统，设计者可以快速地建立一个心电系统的原型。当用作飞思卡尔Tower系统的一部分时，设计者可获得一个全功能的系统，通过一个定制设计的电路板，只要更换套件中的任何单个模块，就可以方便地修改、更换或升级成一个定制的设计。

另外， 采用Monebo Kinetic ECG算法也使设计者能够为用户提供对ECG波形的信号处理与解析，从而帮助保健专家获取心脏的参数。它提供高度精确的QRS（在一个典型心电图上能看到的一组三个相连波-通常为心电图轨迹中最重要、目视最明显的部分）检测，并能对多达16线的ECG捕捉数据做特征提取、心拍分类、间隔测量及节律分析等。

无触点ECG不再是科学幻想。Plessey半导体公司与英国苏塞克斯大学开发了电势集成电路（EPIC）传感器，这是一种电势检测（EPS）技术，这种传感器的阵列只要装在病人的胸口，就可以获得相当于12线ECG的读数，而没有一堆导线、导电胶和容易脱落的电极。

肺

医用呼吸机（也叫辅助呼吸机，或机械式呼吸机（MV））能将空气推入病人的肺内。呼吸机可以在重症监护治疗中用作人工呼吸，或家庭中治疗呼吸暂停疾病。现代设备采用了智能电路，能够混合气体，或根据传感器的数据确定一个固定或受控的风扇速度。意法半导体公司的解决方案包括所需要的全部半导体器件，以及通过批准的软件，能够实现安静且可靠的运行。

自从机械式呼吸机发明并在医院和保健机构中使用以来，它已经拯救了很多人的生命。但重症监护病房（ICU）中用MV存活时间超过一周的病人会增加患医疗并发症如呼吸机相关肺炎（VAP）及院内感染的风险，在ICU中的死亡率高6倍。见图6.

图6,典型的辅助呼吸机框图

使用MV病人的横隔膜肌会快速萎缩，随着时间推移而越来越难以脱离呼吸机。

Avery Biomedical开发了一种呼吸起搏系统，它采用射频（RF）耦合的接收器，能同时发送电源和信号。其重要性源于以下两点：

1. 不存在植入的电池，因此没有内部损耗问题。除非机械损坏，否则对任何病人，植入体都可望终生使用，而与年龄无关。

2. 植入部件和外置部件之间没有经皮的连接。由于病人的皮肤没有损伤，因此没有对皮肤损伤的长期保护问题，也没有慢性感染风险。

关键词： 医疗 传感器 领域 电子学 医学 生物