ZHDA127 November   2022 AFE4960 , AFE4960P

 

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  2. 1应用简报

1 应用简报

应用

远程患者监测 (RPM) 指的是使用可远程访问的传感器来监测患者的生命体征，无论是在传统的临床环境中还是在临床环境之外，例如在家中。例如，使用皮肤贴片（请参阅图 1）来持续且长期（通常为数天）监测心电图 (ECG)，以检测心律失常，如心房颤动。此类监测器件所需具备的功能可以包括以下任意组合：单导联或多导联 ECG、通过胸部阻抗测量实现的呼吸监测、体温监测、血压监测或 SpO2 监测。AFE4960 器件为远程患者监测应用带来了前所未有的高度集成度，并能够实现单芯片的三导联 ECG 系统的构建。该器件支持双通道 ECG、呼吸监测，以及自动起搏器检测功能。图 2 展示了 AFE4960 引脚与三导联 ECG 电极的连接。标有 LA、RA、LL 和 RL 的电极分别代表左肢（手臂）电极和右肢（腿部）电极。这些电极的标注信息来源于临床 ECG 系统，不过在 RPM 器件中其位置可能会有所不同。图 3 展示了使用 AFE4960 的三导联 ECG 系统的参考原理图。AFE4960P 还集成了一个光电容积脉搏波描记 (PPG) 信号链，可实现高精度 SpO2 测量。图 4 所示为使用 AFE4960P 的三导联 ECG + SpO2 系统的参考原理图。AFE4960 和 AFE4960P 是具有低功耗的小型器件。这些功能使这些设备成为各种 RPM 设备（如可穿戴式动态心电图监测仪和生物贴片）的理想选择。

AFE4960、AFE4960P
  • AFE4960：双通道 ECG、呼吸、脉搏检测
  • AFE4960P：AFE4960 + PPG 信号链
  • 封装：2.6mm x 2.6mm DSBGA 封装，间距为 0.4mm
  • 电源：RX：1.7V 至 1.9V；TX：3V 至 5.5V（适用于 PPG）
  • 接口：SPI™、I2C 接口，先入先出 (FIFO)，采样深度为 128 个样本
AFE4960 生物贴片，RPM 器件的示例图 1 生物贴片，RPM 器件的示例
AFE4960 AFE4960 引脚与三导联 ECG 电极的连接图 2 AFE4960 引脚与三导联 ECG 电极的连接
AFE4960 采用 AFE4960 的三导联 ECG 参考原理图图 3 采用 AFE4960 的三导联 ECG 参考原理图

优势

  • 采用高接触阻抗的小型封装电极实现双通道 ECG 信号采集：具有高输入阻抗，右腿驱动 (RLD) 电极用于提高共模抑制比 (CMRR)
  • 集成型低通滤波器 (LPF) 可滤除高频噪声
  • 交流、直流导联检测和导联阻抗测量
  • 低噪声呼吸信号链
  • 在 20-μA 额外电流下自动进行脉搏检测
  • AFE4960P：PPG 采集可启用 SpO2。同步采集 PPG 和 ECG 信号可实现基于脉冲传输时间 (PTT) 的血压估算
AFE4960 使用 AFE4960P 实现三导联 ECG + SpO2 的参考原理图图 4 使用 AFE4960P 实现三导联 ECG + SpO2 的参考原理图

表 1 列出了三导联 ECG + SpO2 系统的主要规格。

表 1 三导联 ECG + SpO2 系统的主要规格
参数 AFE4960P 注释
电极数量 | ECG 通道 4 个电极 | 2 个 ECG 通道 实现三导联 ECG 的单芯片设计
ECG 输入参考噪声 5μVPP 150Hz 带宽
ECG 通道 CMRR 130dB 通过反馈环路驱动 RLD 电极
电流消耗 每通道 222μA 每 ECG 通道在 500Hz 采样率下的表现
呼吸阻抗精度 40mΩPP 在 0.05Hz 至 2Hz 的带宽上测量 2kΩ 基线
脉搏检测 – 最小振幅 | 宽度 2mV | 100μs 无
PPG 信号链的 SNR 110dB 高 SNR 可实现高精确度 SpO2 监测，即使在灌注指数低的情况下也是如此

图 5 展示了 AFE4960 信号链与三导联 ECG 系统的四个电极的连接。通道 2 可配置为第二个 ECG 通道或呼吸阻抗通道。也可以在连接到通道 2 的导联上启用自动脉搏检测。

AFE4960 AFE4960 信号链与三导联 ECG 系统的四个电极的连接图 5 AFE4960 信号链与三导联 ECG 系统的四个电极的连接