Patientenüberwachung leicht gemacht Vollintegriertes Front-End für EKG und EEG

Ein neuer Chip aus dem Hause Texas Instruments reduziert die Komponentenzahl und Leistungsaufnahme gegenüber diskreten Lösungen um bis zu 95 Prozent und ermöglicht so kompaktere Systeme sowie eine erhöhte Mobilität für die Patienten.

Texas Instruments hat das erste Produkt einer Familie voll integrierter Analog-Frontends (AFEs) für Patientenüberwachungsanwendungen wie z. B. tragbare High-End-Elektrokardiogramm (EKG)- und Elektroenzephalogramm (EEG)-Geräte vorgestellt. Der achtkanalige 24-Bit-Baustein ADS1298 reduziert die Komponentenzahl und die Leistungsaufnahme im Vergleich zu diskreten Lösungen um bis zu 95 Prozent (1 mW/Kanal).

Bisher waren bei Einsatz von diskreten Komponenten die hohe Leistungsaufnahme (um die 200 mW) und das sperrige Design ( bis zu 1800 mm2) ein Hindernis für die Entwicklung tragbarer EKG- und EEG-Geräte. Die Komponentenkosten belaufen sich zudem auf 30 bis 50 Dollar. Mit dem ADS1298 lassen sich hinmgegen kompakte, tragbare Geräte entwickeln, die außerdem noch erschwinglich sind (Komponentenkosten rund 50 Prozent geringer). Für Ärzte vereinfacht dies die Überwachung wichtiger medizinischer Parameter über längere Zeiträume, um genauere klinische Daten zu erhalten. Gleichzeitig erhöht sich der Komfort für den Patienten, da sich die Geräte problemlos tragen oder beispielsweise an einem Rollstuhl anbringen lassen.

In dem ADS1298 sind integriert: Acht PGAs (Programmable Gain Amplifiers), acht A/D-Wandler mit simultaner Abtastung, ein Verstärker für Right-Leg-Drive, integrierte Verstärker für Wilson- und Goldberger-Ableitungen, eine Funktion für digitale Schrittmachererkennung, kontinuierliche Elektrodenkontaktüberwachung. Ein Onboard-Oszillator und -Referenzspannung ermöglichen kompaktere Anwendungen mit geringerer Leistungsaufnahme.

Mit einem Rauschen (bezogen auf den Eingang) von 4 μVpp (typisch) liegt der ADS1298 deutlich unter den Grenzwerten der Norm CE/IEC 60601-1. Dies erlaubt genauere Messungen bei tragbaren Geräten sowie bei High-End-EKG- und EEG-Geräten mit einer hohen Kanaldichte. Die Analog-Frontends können z.B. durch Produkte der DSP-Familie TMS320C5505 ergänzt werden, die weniger als 0,15 mW/MHz aufnehmen.

Datenblatt des ADS1298 [PDF]