【參考設計】ADI可穿戴無線ECG動態(tài)心電監(jiān)護儀

　　傳統(tǒng)心電監(jiān)護儀通常需要隨身攜帶記錄監(jiān)視儀，放在靠近病人頸部或腕部的口袋里，而無線心電圖監(jiān)視儀的噪聲和干擾大大降低，尺寸減小到甚至可以安裝在電極背面，能夠提供比傳統(tǒng)方案更精確的信號。這種電路價格便宜，且能夠提供診斷質(zhì)量的1導聯(lián)心電圖跡線，驅(qū)動腿免除了對 60 Hz陷波濾波器的需求。所有的電路都能穿戴在衣服內(nèi)，因此患者舒適度和隱私度大幅提高。

　　病人的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過加密，每隔幾分鐘就自動上載至醫(yī)院、護理機構或養(yǎng)護機構中的現(xiàn)場采集分析系統(tǒng)。病人可以在預定的時間（每天或每周）到醫(yī)生辦公室或診所上載信息，而無需移除監(jiān)視儀或重新放置電極。無線心電圖監(jiān)視儀還可以安裝存儲卡，通過手機或局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。除了性能、可靠性、低功耗以及成本等因素，無線心電圖監(jiān)視儀設計必須支持專用的遙測頻段，以使監(jiān)視儀的心電圖數(shù)據(jù)可以迅速、準確、安全的傳輸至數(shù)據(jù)采集器進行評估。

　　概述

　　在北美地區(qū)，無線醫(yī)療遙測服務（WMTS）頻段以及其它免授權的工業(yè)、科學和醫(yī)用（ISM）頻段提供專用的頻譜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o干擾、可靠連接。 ADI公司的ADF7021高性能、窄帶ISM收發(fā)器IC支持WMTS頻段以及433 MHz、868 MHz與915 MHz的ISM頻段。ADF7021具有同類最佳的接收機靈敏度，在1 kbps時為-123 dBm，內(nèi)置T/R開關、VCO tank、RF/IF濾波器、全自動化的自動頻率控制（AFC）與自動增益控制（AGC）電路。為了延長電池壽命，ADF7021可以設置在功耗極低的休眠模式，使電流消耗下降至不足0.1 μA。ADF7021與低功耗微控制器一起使用時，平均待機電流不足2 μA。WMTS優(yōu)化的無線電電臺參考設計（EVAL-ADF7021DBZ6）包括原理圖與布局，可供用戶作為無線心電圖監(jiān)視儀設計的參考。

　　無線動態(tài)心電監(jiān)護儀尺寸極小，足以安裝在心電電極的背面，因為大大減少了噪聲和干擾，其信號精確度優(yōu)于傳統(tǒng)設計。該電路價格低廉，并能提供診斷級單導 聯(lián)心電圖。 由于存在驅(qū)動腿，因而無需60 Hz陷波濾波器。 收發(fā)器（如下所示的ADF702x）及其外圍電路隨其所使用的頻帶而變化。 由于所有電路可以穿戴在衣物中，極大提升了患者的舒適度和私密性。

　　功能框圖

　　AD623是一款集成單電源儀表放大器，提供軌對軌輸出擺幅和低功耗（3 V電壓功耗為1.5 mW）。其中心節(jié)點用于訪問殘留共模信號。

　　AD8500低功耗、高精密CMOS運算放大器的最大電源電流是1 μA，最大偏置電壓1 mV，典型輸入偏移電流1 pA，提供軌對軌輸入和輸出，采用1.8 V ～ 5.5 V單電源或±0.9 V ～ ±2.75 V雙電源供電。

　　AD8641低功耗、軌對軌輸出結型場效應晶體管（JFET）放大器具有高輸入阻抗、高精密性能以及低成本，輸入阻抗大于681 kΩ。

　　AD7466是一款12-bit ADC，采用小型封裝，且功耗極低，3.6 V/50 kSPS時，功耗為480 μW。它采用6引腳SOT-23封裝。對于要求更寬動態(tài)范圍和更高信噪比的設計來說，AD7685 PulSAR？ ADC可以提供16-bit分辨率，在2.5 V/100 kSPS時，功耗為1.35 mW，它采用3 mm × 3 mm QFN （LFCSP）封裝。

　　另一種實現(xiàn)此信號鏈的方案是采用ADuC7022 取代ADC和MCU。功能框圖如下。ADuC7022內(nèi)置16-bit/32-bit MCU，它在單芯片上集成了一個性能高達1 MSPS的ADC。ADC提供必要的動態(tài)范圍，以滿足醫(yī)用標準，檢測微弱的心電圖波形變化。ARM7架構包括32-bit寄存器，使它能夠?qū)π碾妶D信號進行實時FIR濾波。

　　功能框圖

　　ADuC70xx系列均為完全集成的1 MSPS、12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在單芯片內(nèi)集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和閃存/EE存儲器。