【参考设计】ADI可穿戴无线ECG动态心电监护仪

　　传统心电监护仪通常需要随身携带记录监视仪，放在靠近病人颈部或腕部的口袋里，而无线心电图监视仪的噪声和干扰大大降低，尺寸减小到甚至可以安装在电极背面，能够提供比传统方案更精确的信号。这种电路价格便宜，且能够提供诊断质量的1导联心电图迹线，驱动腿免除了对 60 Hz陷波滤波器的需求。所有的电路都能穿戴在衣服内，因此患者舒适度和隐私度大幅提高。

　　病人的监测数据经过加密，每隔几分钟就自动上载至医院、护理机构或养护机构中的现场采集分析系统。病人可以在预定的时间（每天或每周）到医生办公室或诊所上载信息，而无需移除监视仪或重新放置电极。无线心电图监视仪还可以安装存储卡，通过手机或局域网进行数据传输。除了性能、可靠性、低功耗以及成本等因素，无线心电图监视仪设计必须支持专用的遥测频段，以使监视仪的心电图数据可以迅速、准确、安全的传输至数据采集器进行评估。

　　概述

　　在北美地区，无线医疗遥测服务（WMTS）频段以及其它免授权的工业、科学和医用（ISM）频段提供专用的频谱，以确保数据传输的无干扰、可靠连接。 ADI公司的ADF7021高性能、窄带ISM收发器IC支持WMTS频段以及433 MHz、868 MHz与915 MHz的ISM频段。ADF7021具有同类最佳的接收机灵敏度，在1 kbps时为-123 dBm，内置T/R开关、VCO tank、RF/IF滤波器、全自动化的自动频率控制（AFC）与自动增益控制（AGC）电路。为了延长电池寿命，ADF7021可以设置在功耗极低的休眠模式，使电流消耗下降至不足0.1 μA。ADF7021与低功耗微控制器一起使用时，平均待机电流不足2 μA。WMTS优化的无线电电台参考设计（EVAL-ADF7021DBZ6）包括原理图与布局，可供用户作为无线心电图监视仪设计的参考。

　　无线动态心电监护仪尺寸极小，足以安装在心电电极的背面，因为大大减少了噪声和干扰，其信号精确度优于传统设计。该电路价格低廉，并能提供诊断级单导 联心电图。 由于存在驱动腿，因而无需60 Hz陷波滤波器。 收发器（如下所示的ADF702x）及其外围电路随其所使用的频带而变化。 由于所有电路可以穿戴在衣物中，极大提升了患者的舒适度和私密性。

　　功能框图

　　AD623是一款集成单电源仪表放大器，提供轨对轨输出摆幅和低功耗（3 V电压功耗为1.5 mW）。其中心节点用于访问残留共模信号。

　　AD8500低功耗、高精密CMOS运算放大器的最大电源电流是1 μA，最大偏置电压1 mV，典型输入偏移电流1 pA，提供轨对轨输入和输出，采用1.8 V ～ 5.5 V单电源或±0.9 V ～ ±2.75 V双电源供电。

　　AD8641低功耗、轨对轨输出结型场效应晶体管（JFET）放大器具有高输入阻抗、高精密性能以及低成本，输入阻抗大于681 kΩ。

　　AD7466是一款12-bit ADC，采用小型封装，且功耗极低，3.6 V/50 kSPS时，功耗为480 μW。它采用6引脚SOT-23封装。对于要求更宽动态范围和更高信噪比的设计来说，AD7685 PulSAR？ ADC可以提供16-bit分辨率，在2.5 V/100 kSPS时，功耗为1.35 mW，它采用3 mm &TImes; 3 mm QFN （LFCSP）封装。

　　另一种实现此信号链的方案是采用ADuC7022 取代ADC和MCU。功能框图如下。ADuC7022内置16-bit/32-bit MCU，它在单芯片上集成了一个性能高达1 MSPS的ADC。ADC提供必要的动态范围，以满足医用标准，检测微弱的心电图波形变化。ARM7架构包括32-bit寄存器，使它能够对心电图信号进行实时FIR滤波。

　　功能框图

　　ADuC70xx系列均为完全集成的1 MSPS、12位数据采集系统，在单芯片内集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和闪存/EE存储器。