Využití AFE integrovaných obvodů pro měření biosignálů v telemedicínských aplikacích

Abstract

Cílem tét odiplomové práce bylo navrhnout, realizovat a experimentálně zhodnotit snímání EKG a dechové křivky v poloterénních a terénních podmínkách s využitím analogfrontendintegrovaného obvodu. Dalším cílem bylo navrhnout algoritmus proautomatické vyhodnocení kvality naměřeného signálua ověřit, zda je použitelný pro výpočt tepové a dechové frekvence. Byl proveden návrh obvodu pro snímání biologických signálů svybraným analogfrontendintegrovaným obvodem a poté bylo realizováno zhodnocení obvodu dle normy SNEN60601-2-47. Pro vyhodnocení snímání EKG a dechové křivky v poloterénních podmínkách byla navrhnuta experimentální měření, kterých se zúčastnilo 17 a poté 10 probandů. Na základě porovnání dostupných analogfrontendintegrovaných obvodů disponoval nejvhodnějšími parametry obvod ADS1292R od výrobceTexasIn-struments. Data odpovídající srdeční aktivitě, naměřená integrovaným obvodem ADS1292R, se statisticky neliší od dat, která byla získána z komerčně dostupného zařízení Holter BTLB08. Integrovaný obvod ADS1292R umožňuuje navíc snímat dechovou křivku pomocí impedanční pletysmogrfie hrudníku a rovněž disponuje vlastnostmi, jako jsou nízká spotřeba, velmi vysoké rozlišení A/D převodníku, integrace základních ltračních obvodů a na kterých pomocných obvodů. To vede k významné miniaturizaci výsledného systému a zvyšuje p otenciál využití analogfrontendintegrovaného obvodu při návrhu systému pro snímání biologických signálů.

heaim of this thesis was to design, implement and experimental , using ananalogfront-endintegratedcircuit. These condaim was to propse analgorithm to automatically evaluate the quality of them easured signal andverify whe the ritisuseful for calculations of the pulse and respiratoryrate. Acircuit fort hemeasurement of biological signals with a selected analogfront-endintegrated circuit was designed and anevaluation of the circuitaccording to the standards o fEN60601-2-47 was implemented. To evaluate the ECG and respiratory curveinsemieldconditions, experimental mesurements on 17 andlate ron10 subjects we reperformed. Comparisons of analogfront-endinte grated circuits revealed that circuit ADS1292 R from manufacturer Texas Instruments hadt hemostap propriate parameters. Data on cardiacactivity, measured by the ADS1292 Rintegratedcircuit, didnot statistic allysignic antlydiered from the data that was obtained by commercially available devices HolterBTLB08. The integrated circuit ADS1292R allow stome a sure the respiratory curve with impedance plethysmography of the chestandal sohas more fetures, such a slowp ower consumption, very highresolution of A/D converter, basic ltercircuits and some auxiliary circuits. This leadstosignicantminiaturization of there sulting system and in creases the potential touse the analogfront-endintegrated circuit to design a system for measurement of biological signals.