ИМС для портативных ЭКГ-мониторов

Беспроводные ЭКГ-мониторы с батарейным питанием должны иметь малую массу и высокую надежность, так как они могут крепиться к телу пациента или размещаться в кармане его одежды. Они должны иметь невысокую стоимость и высокую достоверность. Требования к входному аналоговому интерфейсу этих мониторов достаточно высоки, так как уровень выходных сигналов, снимаемых с электродов, находится в диапазоне от 0.2 до 10 мВ от пика к пику (среднее значение составляет 1.8 мВ), полоса частот от 0.05 до 150 Гц. Измерения выполняются в условиях действия сетевых помех. Портативные ЭКГ-мониторы должны иметь малое потребление для обеспечения большого ресурса батарейного питания.

Компания Analog Devices выпускает множество ИМС для построения портативных высокоточных и надежных ЭКГ-мониторов, отличающихся невысокой стоимостью.
ИМС AD8226 – недорогой миниатюрный rail-to-rail по выходу измерительный усилитель, имеющий широкий диапазон напряжений питания (от ±1.35 до ±18 В или от 2.2 до 36 В). Благодаря низкому потреблению усилитель не требует принудительного обдува. Уровень входного шума этого усилителя 22 нВ/л Гц, минимальный КОСС 90 дБ при Ку=1, ток потребления 350 мкА. Коэффициент усиления (от 1 до 100) регулируется внешним резистором. При Ку=1 AD8226 поддерживает входной/выходной сигнал напряжением до ±10 В. Усилитель выпускается в корпусе 8-MSOP, его стоимость составляет $ 1.40.
ИМС ADSP-BF524 Blackfin® – сигнальный процессор, содержащий широкий набор периферийных устройств, отличается малым потреблением на тактовой частоте 400 МГц и обеспечивает производительность 800 МегаМАС (операций умножения-накопления) в секунду. Сигнальный процессор поддерживает прямой доступ к памяти, имеет быстродействующий интерфейс HS USP OTG, контроллер NAND флэш-памяти. В составе сигнального процессора 48 входов/выходов общего назначения. Blackfin-процессор обеспечивает большую вычислительную мощность при цифровой фильтрации помех и сигналов типа артефактов, а также при проверке стимуляторов сердечного ритма. Кроме того, сигнальный процессор ADSP-BF524 поддерживает работу ЖК-дисплея, сенсорной клавиатуры, проводного USB-интерфейса и беспроводных интерфейсов типа Bluetooth, ZigBee и др. Этот процессор отличается малым потреблением как в рабочем режиме, так и в режиме покоя, что позволяет использовать его в портативных устройствах различного назначения.
ИМС AD7980 – 16-разрядный АЦП семейства PulSAR®o частотой выборки 1 МГц. Он предназначен для использования в портативных ЭКГ-мониторах благодаря высокой точности, малым размерам и невысокому потреблению в пересчете на одно преобразование. Потребляемая АЦП AD7980 мощность линейно зависит от частоты преобразования. Так, например, при частоте выборки 1 МГц мощность потребления составляет 7 мВт, а при частоте выборки 10 кГц – 70 мкВт. АЦП работает с одним источником питания и выпускается в корпусе 10-MSOP и 10-LFCSP. SPI-совместимый интерфейс поддерживает цепочечное подключение этих АЦП к трехпроводной шине, которая позволяет индицировать, какая из линий этой шины занята. При использовании дополнительного источника питания АЦП AD7980 может сопрягаться с логическими ИМС, напряжение питания которых может составлять 1.8, 2.5, 3 или 5 В. Стоимость АЦП $ 12.09.
Для повышения степени интеграции вместо АЦП AD7980 в портативных ЭКГ-мониторах может быть использован микроконтроллер ADuС7022 с 16/32-разрядным ядром. Он содержит многоканальный АЦП с частотой выборки 1 МГц, причем преобразователь обеспечивает необходимый динамический диапазон, отвечающий требованиям медицинских стандартов, и фиксирует малейшие изменения формы ЭКГ-сигнала. Ядро ARM7 ADuС7022 содержит 32-разрядные регистры, позволяющие выполнять операции КИХ-фильтра при обработке ЭКГ-сигналов. Стоимость микроконтроллера ADuС7022 составляет $ 4.03.