【導(dǎo)讀】科學(xué)技術(shù)真是日新月異，從前生命體征監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由于種種原因使得無法普遍的進(jìn)行隨身攜帶，健康護(hù)理裝備只能是佩戴給運動員及病人，現(xiàn)在呢，一款全新的前端器件的出現(xiàn)肯能會打破這種困局，以后小伙伴們出門都戴一個。隨時監(jiān)控健康狀況，大家一起向長生不老邁進(jìn)！
健康護(hù)理設(shè)備的先進(jìn)性著實令人激動。護(hù)理設(shè)備設(shè)計的改進(jìn)能將生命體征監(jiān)護(hù)功能部署到運動員和健身愛好者的手中，而更重要的是，新的病人監(jiān)護(hù)設(shè)備可以提高舒適性，改善住院效果。
直到最近，生命體征監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的便攜性仍非常有限，因為它們體積和功耗都很大。因此臨床連續(xù)監(jiān)護(hù)只能用于危重病人，60%至70%的病人只能定期監(jiān)護(hù)。如果 能夠?qū)崿F(xiàn)可負(fù)擔(dān)的低功耗便攜式監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，病人的安全性、監(jiān)護(hù)效果和舒適性都將得到顯著提高。這些屬性還能將這種設(shè)備系列擴展使用到非醫(yī)院環(huán)境中的慢性病病 人監(jiān)護(hù)。
來自TI公司的芯片在這類設(shè)備的演進(jìn)中扮演著重要的角色。于2010年發(fā)布的ADS129x系列器件提供完整集成的模擬前端(AFE) 功能，可用于病人監(jiān)護(hù)、便攜式和高端心電圖(ECG)及腦電圖(EEG)設(shè)備。開發(fā)這種集成電路的工程師隊伍必須平衡一些極具挑戰(zhàn)性的設(shè)計目標(biāo)：每通道功 耗小于750uW，噪聲符合IEC的ECG標(biāo)準(zhǔn)(10uVp-p輸入)，尺寸為8mmx8mm，以便支持便攜式和一次性ECG貼片應(yīng)用，以及低成本。
讓我們仔細(xì)了解一下ADS129x系列器件的其中一員ADS1298，圖1就是該器件的裸片照片。ADS1298是針對ECG/EEG應(yīng)用開發(fā)的一款8通道、24位集成模擬前端。采用8mmx8mm的BGA封裝，裸片尺寸為6mmx5.6mm。經(jīng)過工程師的精心版圖設(shè)計，ADS1298集成了43個分立的IC功能，組合面積可達(dá)1800mm2。
圖1：TI的8通道、24位集成式模擬前端器件ADS1298的平面圖。
在這個8mmx8mm的裸片上集成了43個獨立IC的功能。因為這些應(yīng)用中的輸入信號非常微弱，所以設(shè)計時需要特別留意輸入阻抗。差分輸入信號將經(jīng)過EMI濾波模塊和低噪聲的斬波穩(wěn)定PGA消除1/f噪聲(也稱為閃爍噪聲)。TI工程師在delta sigma(差和)轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)上為ADS129x系列設(shè)計了一種新的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)內(nèi)核。這種ADC特別敏感，功耗比競爭產(chǎn)品低3倍。另外還使用1.2V帶隙電路提供高精度的參考電壓(Vref)信號。
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除了版圖方面的亮點外，我們還發(fā)現(xiàn)電氣隔離也是設(shè)計和處理的重點。設(shè)計中廣泛使用了去耦電容，用于實現(xiàn)電路模塊間的電氣隔離，而且還有三重勢阱結(jié)構(gòu)實現(xiàn)完整的電氣隔離。
再深入一點，圖2顯示了ADS1298 的SEM橫截面。從圖中可以看出，ADS1298使用了魯棒性、高良率的0.35um 4層鋁Bi-CMOS工藝。Bi-CMOS工藝和低噪聲雙極放大器成就了ADS1298的低功耗和低噪聲性能。
圖2：TI ADS1298芯片的SEM橫截面圖，
圖中顯示使用了成熟的、高良率且可靠的4層鋁0.35um工藝。
1.光學(xué)拇指傳感器，用于測量脈搏和SpO2
2.胸部傳感器，用于測量ECG/HR、呼吸和皮膚溫度
3.護(hù)腕模塊，用于單次膨脹或自動NIBP監(jiān)護(hù)
圖3：Sotera的ViSi移動系統(tǒng)
其充分發(fā)揮了ADS1298在腕載監(jiān)護(hù)儀中的小體積和更低功耗優(yōu)勢。小尺寸提高了病人的舒適性和便攜性。系統(tǒng)的低成本能將連續(xù)監(jiān)護(hù)的好處帶給更多的病人。正在開發(fā)、還未得到FDA批準(zhǔn)的版本包括更多功能，比如無線連接。ADS129x系列器件在設(shè)備開發(fā)中的重要性：用于病人監(jiān)護(hù)的TI ADS1298R模擬前端使ViSi移動病人監(jiān)護(hù)儀的實現(xiàn)成為可能。它所提供的體積減小和功耗降低是空前的。
怎么樣？以后大家出行都帶著這個設(shè)備，隨時監(jiān)測自己的身體健康狀況，是不是有種要長生不老的感覺呢？！
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