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基于ADS125H02的自适应宽动态范围的脉搏信号采集系统设计

2021-06-11吴柔叶继伦张旭刘杰袁懋结文斌

中国医疗器械杂志 2021年3期
关键词:单片机信号系统

【作 者】吴柔,叶继伦,,张旭,,刘杰,袁懋结,文斌

1 深圳大学 生物医学工程学院,深圳市,518060

2 深圳市生物医学工程重点实验室,深圳市,518060

3 广东省生物医学信号检测与超声成像重点实验室,深圳市,518060

0 引言

心脏和动脉血管系统在人体八大系统之一循环系统中为重要的功能组成[1]。脉搏信号一定程度上展现了心脏器官和血液循环系统的生理状态,提取并分析脉搏信号对于临床医生来说很重要。在为患者制定治疗方案时,准确掌握各项生理功能是保证治疗效果的基础。同时,传统中医学利用脉诊推断患者病理信息,具有重要的价值。脉搏信号波形变化与一个心动周期内动脉血压脉动变化直接相关,与血管阻力、血管壁弹性等血流参数的变化间接相关并且受外部环境、心理状态的直接影响。

鉴于心脏血管系统的复杂性,脉搏信号包含的信息十分丰富。需要采集系统尽可能不漏掉有用的诊断信息。传统自适应脉搏信号采集系统由于集成电路技术发展限制,采集精度低,并通过复杂滤波放大电路设计,以满足信号要求,但这样会导致硬件电路体积庞大且整体功耗高,不利于产品化。通过在数字信号处理方面实现陷波来简化电路,为实现脉搏信号采集系统的低功耗、宽动态范围、自适应,采用TI公司高精度采集芯片ADS125H02作为核心芯片设计出自适应脉搏信号采集系统硬件电路。

1 自适应脉搏信号采集系统总体结构

本硬件采集系统设计由STM32最小系统、电源模块、放大滤波模拟电路、光电驱动和ADS125H02数字采集放大模块组成,系统架构如图1所示[2]。……

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