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活动回顾 | 从穿戴到植入,类比半导体AFE产品在医疗生物电监测的多场景应用

2024-06-03
市场活动
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5月30日,类比半导体市场经理历广绪受邀出席集成电路及电子全产业链的权威媒体平台集微网的第77期“集微公开课”,进行了“从穿戴到植入:类比半导体AFE产品在医疗生物电多场景监测中的应用”的主题分享。


以下是集微网对本次公开课的报道。


公开课77期笔记

 爱集微 

生物电信号监测技术在医疗健康行业中发展迅速,成为评估人体生理健康状况的关键手段。心电(ECG)、脑电(EEG)和肌电(EMG)等信号,通过精密模拟前端(AFE)芯片捕捉和处理,对医疗诊断和治疗至关重要。

随着医疗领域对高精度、低功耗监测设备需求的增长,AFE芯片市场迎来发展机遇。上海类比半导体技术有限公司(以下简称:类比半导体)作为模拟及数模混合芯片供应商,正通过创新AFE芯片产品推动医疗监测技术变革。

5月30日,集微网举办的“集微公开课”活动中,上海类比半导体技术有限公司市场经理历广绪分享了类比半导体AFE产品在医疗生物电多场景监测中的应用,探讨了类比半导体AFE产品的关键技术和创新点,进一步增强了业界对类比半导体AFE产品在心电图机、监护仪、脑电图机及植入市场的竞争力和国产化优势的认识。

从性能到功耗,凸显类比半导体AFE产品技术优势


生物电信号监测技术的核心原理是利用皮肤内外表面的电势差。这一电势差通过仪器放大后,由模数转换器(ADC)进行采样并转换成数字信号。随后,通过数字信号处理技术对心电(ECG)、肌电(EMG)和脑电(EEG)等信号的特征进行分析和判断。

历广绪指出,在医疗生物电监测系统中,关键技术参数的优化至关重要,包括:

  1. 输入偏置电流:应尽可能低,以减少对测量信号的干扰。

  2. 输入阻抗:高输入阻抗有助于避免对生物电信号源的负载影响,从而保持信号的完整性。

  3. 输入电流/电压噪声:低噪声水平有助于提高信号的信噪比,确保信号清晰度。

  4. AC/DC共模抑制比(CMRR):高CMRR有助于有效抑制共模干扰,提高信号质量。

  5. 功耗:低功耗设计有助于实现设备的便携性和延长电池寿命。

依托于高素质、高水平的研发团队,类比半导体针对医疗市场推出了生物电势专用芯片56款,全面覆盖了生物电(ECG/EEG/EMG)的各种应用场景。从产品线路布局来看,ADX92x与ADX91x系列:已经应用于AED,便携式监护仪等手持心电设备中;AFE96x系列:已在国内外多家头部脑电图机厂商实现批量量产,三类植入脑电检测产品已进入CE认证阶段;AFE95x与AFE94x系列:广泛应用在多导联监护仪与心电图机产品中;AFE93x与AFE92x系列:已进入头部客户新一代Holter与RPM穿戴设备。



整体来看,类比半导体的AFE芯片产品涵盖了1/2/4/6/8通道的产品型号,具备以下核心技术:

  • 高精度ADC:提供16/24bit的ADC,确保信号采集的精确性。

  • 宽采样率范围:采样率从62.5sps到64Ksps,全面覆盖生物电信号的采集频段。

  • 高抗干扰能力:共模抑制比(CMRR)高达130dB,确保信号质量。

  • 低功耗设计:极致功耗低至0.29mW/CH,适合长时间监测,提高设备的便携性。

  • 智能监测功能:包括AC交流导联脱落监测、VDAC可编程电压源、智能导联脱落及RLD/BIAS导联脱落监测,增强了监测的智能化水平。

  • 呼吸阻抗测量:具备0.1Ω分辨率和5K基阻抗,为呼吸监测提供了高精度的测量能力

从穿戴到植入,覆盖医疗监测全场景


类比半导体AFE芯片产品以其核心技术优势和特点,全面的产品矩阵,在医疗生物电多场景监测领域占据重要地位。在分享中,历广绪具体介绍了AFE95x、AFE96x、AFE90x系列芯片的功能特点和性能参数。

  • AFE95x系列:这一系列芯片是低功耗、多通道、支持呼吸阻抗测量的生物电势模拟前端芯片,专为医疗诊断设备设计,提供4通道、6通道、8通道集成的模拟前端(AFE)功能。其包括AFE954/956/958/959四种型号,内置呼吸阻抗检测电路、AC激励源、VDAC激励源和RLD电极检测等,适用于心电监护仪和除颤心电监护仪。AFE95x系列在共模抑制比(CMRR)、信噪比(SNR)、总谐波失真(THD)等综合性能表现上优于国际厂商现有产品。

  • AFE96x系列:专为EEG生物电势信号测量设计的低噪声模拟前端芯片,包含AFE964/966/968型号,是一系列4通道、6通道和8通道低噪声、24 位同步采样Δ-Σ 模数转换器(ADC)系列产品。其内置可编程增益放大器(PGA)、三种可配置内部基准以及板载振荡器,在共模抑制比(CMRR)和串扰(Crosstalk)等性能上均有大幅提升。AFE96x提供三种工作模式,满足具备颅外脑电图 (EEG) 和心电图 (ECG) 应用所需的全部常用功能和功耗模式需求。AFE96x支持以125SPS至32kSPS的数据传输速率运行, 并增加了AC激励源和VDAC激励源。凭借高集成度和出色性能, AFE96x 能够以大幅缩小的尺寸、显著降低的功耗和成本来构建可扩展的医疗仪器系统。

  • AFE90x系列:是为动态心电监测和Holter应用设计的超低功耗多通道生物电势模拟前端芯片。其集成了多通道可编程低噪声PGA与高分辨率ADC,支持4、6、8通道配置,精准捕获生物电信号。凭借其超低偏置电流特性,改善干电极应用信号质量,支持外部无源晶振设计,树立了动态心电穿戴设备的新能效标准。

自2018年成立以来,类比半导体一直致力于汽车智能驱动、信号链、电源管理、MCU/DSP等领域的芯片设计。类比半导体不仅为客户提供高精度和低功耗设计的AFE产品,还提供全面的解决方案,包括多参数监护仪、心电图机、脑电图机、肌电图机和AED等解决方案。

自2022年类比半导体发布首款医疗专用芯片以来,已成功与86家国内外医疗企业携手合作。

随着心电和脑电监测技术的智能化、个性化和普及化,类比半导体的AFE产品将持续向更多通道、低功耗、小型化方向迈进,推动医疗监测更精准、便捷和个性化。

凭借团队成员在国内头部生物电企业积累的丰富经验,类比半导体紧跟技术前沿趋势,深入洞察行业的核心需求与挑战,针对不同的医疗应用场景,打造了一系列产品,形成了全面的产品矩阵。同时,类比半导体将始终以客户为中心,快速响应市场反馈,持续优化并升级产品性能,致力于为客户提供高品质芯片,为世界科技化和智能化发展提供最底层的芯片支持。














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