Оптимальне проектування індивідуальних портативних холтерівських моніторів

Індивідуальні холтерівські монітори з одним відведенням

Індивідуальні холтерівські монітори з одним відведенням повинні мати малі розміри та масу, щоб пацієнти не відчували незручностей під час їх використання. Крім того, малі розміри такого монітора дозволяють зберігати конфіденційність їх застосування. Бездротові холтерівські монітори забезпечують передачу даних через мобільний телефон або локальну обчислювальну мережу. Дані зчитуються в клініці в реальному часі, при цьому не потрібно відключення монітора від пацієнта. Холтерівські монітори повинні бути надійними, мати мале споживання та невисоку вартість. Їх конструкція повинна передбачати кріплення до тіла пацієнта з використанням спеціальної медичної пов’язки.

При виборі компонентів для проектування холтерівських моніторів розробники часто керуються суб’єктивними міркуваннями, однак вони повинні дотримуватися головних вимог: мінімізації розмірів, маси та споживання, і підвищення точності вимірювання. Відзначимо, що холтерівські монітори залежно від вибраної схеми можуть працювати як на постійному, так і на змінному струмі.

Холтерівський монітор як система змінного струму

Якщо холтерівський монітор побудований як система змінного струму, можуть бути мінімізовані його розміри та збільшено ресурс батарейного живлення (див. рис.). У таких системах можна не використовувати програмовані цифрові багатоканальні фільтри.

Вимірювальний підсилювач AD8295 являє собою аналоговий інтерфейс для холтерівського монітора, що включає власне підсилювач, фільтр захисту від накладення спектрів, які конфігуруються в проектовану систему з використанням зовнішніх перемичок. Підсилювач AD8295 на 50% менший за найближчі аналоги, крім вимірювального підсилювача він містить два додаткових підсилювачі та два узгоджених прецизійних резистори в корпусі 16-LFCSP розмірами 4×4×0,85 мм. КОСС вимірювального підсилювача на частоті вхідного сигналу 8 кГц і при коефіцієнті підсилення, рівному 1, становить не менше 80 дБ. Коефіцієнт підсилення регулюється зовнішнім резистором у діапазоні від 1 до 1000, мінімальний температурний дрейф нахилу передатної характеристики становить 1 ppm/°C (версія В), максимальний рівень вхідного шуму за напругою на частоті 1 кГц становить 8 нВ/√Гц, розмах вхідного шуму від піку до піку в смузі частот від 0,1 до 10 Гц не перевищує 0,25 мкВ. Можливість побудови внутрішнього фільтра мережевої перешкоди шляхом комутації виводів виключає необхідність використання додаткових зовнішніх компонентів.

Холтерівський монітор як система постійного струму

Якщо в холтерівських моніторах необхідно вимірювати сигнали з частотою 0,05 Гц і нижче, системи постійного струму більш бажані. У зв’язку з тим, що в таких системах відсутні розділювальні конденсатори, їх розміри можуть бути зменшені порівняно з розмірами систем змінного струму.

ІМС AD8235 — надмініатюрний вимірювальний підсилювач зі сверхнизьким споживанням — може працювати при напрузі живлення до 1,8 В. Максимальний струм споживання підсилювача в робочому режимі 40 мкА, у сплячому — 6 нА. Це ідеальний підсилювач для портативних медичних приладів, у тому числі холтерівських ЕКГ-моніторів. Типовий вхідний струм зміщення підсилювача AD8235 становить 1 пА, КОСС — 100 дБ при Ку=100. Параметри цього підсилювача дозволяють використовувати його в портативних бездротових медичних моніторах, які кріпляться безпосередньо до тіла пацієнта та забезпечують безперервний знімання даних і їх передачу в клініку в режимі реального часу. Підсилювач випускається в корпусі WLCSP розмірами 1,6×2,0×0,36 мм. Його ціна — $1,59.