基于ADI方案的心脏自动体外除颤器设计 - Defibrillator部分

 

（傅立叶）自动体外除颤器(AED)建议急救人员是否需要除颤的依据就是不断监测心跳律动，通过捕获电极发出的ECG（electrocardiogram：心电图）信号，运行ECG分析算法来评估病人状态。所以来自电极的微弱信号处理是整个AED设计的一个难点。

 

病人被除颤器电击后，医生通常需要在1秒钟内看到心电图，所以ECG设备必须能够快速监测病人状态。如果电极材料是金属例如不锈钢，金属材料电击后的极化电压在1秒钟后仍然可以高达0.7v，这个电压作为差分偏置，随同系统中可能存在的电磁干扰（EMI）以及射频干扰（RFI），会超过ECG设计的输入范围，使得放大器处于饱和状态，ECG信号无法检测。

 

由此ECG设计必须保证在这种情况下系统的共模和差分输入的性能。通常ECG信号电压的峰峰值在100μV到3 mV之间，而ECG模拟前端对于银电极的动态输入范围大约为±1 V，对除颤器电极可达±1.5 V，由此模拟前端的动态输入范围远超出有用信号。这些都是AED系统选型及设计中需要主要的关键点。

 

 

ADI公司在年初推出了医疗专用的AFE芯片ADAS1000，大大简化了上述AED/ECG电路设计。ADI公司广开英雄会推介，同时也得到一些业界人士的“赞许”，老杳就曾经感慨当年需要分离器件一片一片搭出来的心电图电路，现在有了ADAS1000后可以简单搞定。其实这点也是ADAS1000在产品宣传上的一个主要亮点。

 

ADAS1000目前只能在ADI网站下载到简明数据手册，完整文档需要签署保密协议(NDA) 。不过通过ADAS1000的框图就可以了解到这颗芯片的主要功能和优势。

 

 

ADI专门有个文档来推荐ADAS1000的卖点，包括Respiration/Pace Detection Algorithm/Low Power/Low Noise/Flexible Configurations for Expansion/Flexible Data Rates/Small Form Factor。比较有用的就是：

 

高集成度：号称可以将原来需要50个元件的设计缩减至单颗ADAS1000，不知道和什么产品做的对比，不过对比上面两图可以看到ADAS1000的集成度还是相当高的，除了支持5路ECG电极外还集成了起搏器脉搏检测和呼吸测量功能。它也是系列产品的全功能版本，后续ADI还会推出精简版本，比如去掉起搏器脉搏检测或呼吸测量功能来降低成本，目前全功能版本的ADAS1000千片报价为$28。

 

低功耗：ADAS1000 5路同时工作时的功耗为19mW，在电池供电情况下可以关闭任意通路或者特性，由此最低功耗可以到11mW。ADI公司技术人员建议在便携应用中可以采用低功耗模式，在设备级ECG应用中可以采用高性能模式。（傅红雪）