Прислушайся к своему сердцу! Интегральные датчики EPIC для электрокардиографии

| Plessey Semiconductors

Электрокардиография (ЭКГ) – одно из стандартных медицинских исследований. Получение медицинской справки для автомобильного удостоверения, прохождение призывной комиссии перед призывом в армию, периодическое медицинское обследование для ответственных профессий (машинисты, пилоты) – во всех этих случаях придется столкнуться с проведением ЭКГ. Для большинства людей ЭКГ ассоциируется с тремя особенностями: с габаритным медицинским оборудованием, с необходимостью раздеваться, с неприятным гелем, наносимым для подключения электродов… И вот сейчас, благодаря новым интегральным датчикам электрических потенциалов EPIC от компании Plessey Semiconductors все три этих пункта остаются в прошлом (рис. 1)!

Новые технологии ЭКГ для портативных устройств от компании Plessey Semiconductors

Рис. 1. Новые технологии ЭКГ для портативных устройств от компании Plessey Semiconductors

В 19 веке было обнаружено, что при работе сердца на поверхности тела человека возникают электрические потенциалы. А уже в начале 20 века Виллем Эйнтховен создал первый в мире прибор – струнный гальванометр, позволявший фиксировать измеренные значения этих потенциалов в графической форме. Предложенное представление электрокардиограммы оказалось чрезвычайно наглядным и удобным и почти полностью сохранило свой первоначальный вид до настоящего времени (рис. 2).

Электрокардиограмма человека

Рис. 2. Электрокардиограмма человека

По кардиограмме можно судить о нормальной работе сердечно-сосудистой системы или о наличии различных недугов (аритмии, ишемии, патологиях сердца и т. д.).

Интересным является тот факт, что появление поверхностных потенциалов связано не только с работой сердца! Существуют и другие типы сходных медицинских исследований, которые по сути используют тот же принцип.

Электроэнцефалография (ЭКГ) – регистрация электрических потенциалов поверхности головы для анализа функционирования мозга.

Электромиография (ЭМГ) – регистрация электрической активности мышц.

Электроокулография (ЭОГ) – регистрация положения глаз по значению потенциалов на сетчатке глаза и глазных мышц.

Для всех перечисленных исследований справедлива одна общая особенность: для их проведения требуется сложное и чувствительное оборудование. Дело в том, что регистрируемые потенциалы столь малы и быстротечны, что зафиксировать их достаточно сложно.

Именно по этой причине при проведении ЭКГ пациента просят раздеться и используют специальный гель. Это позволят добиться максимальной плотности контакта электродов с телом. Будем откровенны – для большинства людей эти операции кажутся весьма неприятными. Если требуется длительный мониторинг сердца, то используют хотя и портативные, но все же весьма габаритные системы, которые также не очень удобны. В итоге ЭКГ, по большому счету, до сих пор оставалось уделом медицинских учреждений. Однако времена меняются! И причина этого в появлении новых интегральных датчиков от компании Plessey Semiconductors.

EPIC (Electric Potential Integrated Circuit) – бесконтактные интегральные датчики электрических потенциалов. Да-да, это не опечатка – именно бесконтактные датчики! Они используют емкостную связь между телом и электродом, при этом их непосредственный контакт вовсе не обязателен. Это стало возможным благодаря нескольким факторам: наличию интеллектуальной подстройки цепей смещения и коэффициента усиления входного каскада, а также высокому входному сопротивлению. При этом датчики остаются чрезвычайно простыми для использования и имеют всего четыре функциональных вывода!

Схема включения и структура датчиков EPIC

Рис. 3. Схема включения и структура датчиков EPIC

Портфолио датчиков Plessey Semiconductors включает в себя несколько семейств:

  • PS2525x – интегральные микросхемы датчиков электрических потенциалов;
  • PS2510х – готовые решения в виде датчика с кабелем и разъемом;
  • PS2520х – гибридные микросхемы датчиков, оптимизированные для целей ЭКГ;
  • PS2540х – гибридные микросхемы датчиков, оптимизированные для целей обнаружения движения.

Существует несколько основных областей применения датчиков EPIC (рис. 4):

  • медицинское оборудование (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография, электроокулография);
  • автомобильные системы безопасности (контроль состояния водителя);
  • спортивная электроника и тренажеры (беговые дорожки, велотренажеры, портативные ЭКГ);
  • портативная электроника (смартфоны, умные часы);
  • системы управления (например, управление с помощью движения глаз);
  • игровые приложения (геймпады) и др.

Области применения датчиков EPIC

Рис. 4. Области применения датчиков EPIC

С точки зрения создания портативных и бесконтактных ЭКГ интерес представляют датчики PS25251, PS2510х, PS2520х (рис. 5).

Внешний вид датчиков EPIC от компании Plessey Semiconductors

Рис. 5. Внешний вид датчиков EPIC от компании Plessey Semiconductors

При выборе конкретных датчиков следует учитывать их основные особенности: конструктивное исполнение, коэффициент усиления, диапазон рабочих частот, диапазон питающих напряжений и рабочих температур.

PS25101/ PS25102 – готовое решение в виде датчика с проводниками и DIN-разъемом. Предназначены для работы с однополярным напряжением питания 4,75…8,0 В, диапазоном частот 0,1 Гц - 10 кГц, при температурах 0…+50 °C. Главное удобство этих датчиков в том, что они представляют собой готовые приборы. Их, например, можно использовать совместно с демонстрационным набором PS25000A/ PS25001A.

PS25201A/ B – гибридные датчики для SMD-монтажа в виде печатной платы 10,5x10,5 мм с изолированным чувствительным электродом. Предназначены для работы с двуполярным питанием ±2,4…±5,5 В, диапазоном частот 0,2 Гц - 10 кГц, при температурах -25…+75 °C.

Эти модели предназначены для потребительской и спортивной электроники.

PS25203B – усовершенствованная версия предыдущей модели. Имеет расширенный частотный диапазон 0,2 Гц - 20 кГц и более узкий диапазон напряжений питания±2,4…±4,0 В.

 PS25204 – наиболее совершенный гибридный датчик с максимально широким частотным диапазоном 0,05 Гц - 20 кГц. Благодаря этому именно эти датчики могут применяться не только в потребительском сегменте, но и даже в медицинском оборудовании.

PS25251 – интегральный датчик в корпусном исполнении 10 x10 мм.

Рассмотрим некоторые примеры применения перечисленных датчиков для ЭКГ.

Снятие ЭКГ с одой руки. Существующие портативные системы ЭКГ подразумевают наличие нескольких датчиков, закрепляемых на теле пациента. При этом каждый датчик требует отдельных проводников. В итоге человек оказывается увешанным проводами. Это неудобно даже в условиях больничной палаты, а уж про выполнение спортивных упражнений и говорить не приходится. Новые датчики EPIC решают эту проблему.

Как показали исследования, даже пары EPIC хватает для того, чтобы снять простую ЭКГ. Однако они должны быть расположены соответствующим образом – в противофазе на левом предплечии (рис. 6). Дифференциальный сигнал двух датчиков обрабатывается с помощью сигнального процессора. Результаты могут быть переданы в смартфон или умные часы. При этом спортсмен оказывается совершенно свободен от проводов и не чувствует дискомфорта, так как вся система включает только умные часы и нарукавник!

 Взаимодействие портативной система ЭКГ и «Умных часов»

Рис. 6. Взаимодействие портативной система ЭКГ и «Умных часов»

Создание ЭКГ на базе смартфона. Простой инструмент для ЭКГ может быть получен на базе смартфона или планшета с парой датчиков EPIC (рис. 7). Для этого они должны располагаться на тыльной стороне устройства. Электрических сигналов правой и левой стороны туловища будет достаточно для получения ЭКГ.

Использование датчиков EPIC в смартфонах

Рис. 7. Использование датчиков EPIC в смартфонах

Бесконтактное ЭКГ. Как уже говорилось выше, датчики EPIC являются изолированными. По этой причине с их помощью можно создавать бесконтактные системы (рис. 8). Для этого необходима пара сенсоров. При этом единственная проблема заключается в получении опорного потенциала, относительно которого будут приводиться измерения. Для его создания можно использовать, например, проводящую ткань, расположенную на поверхности кресла.

Бесконтактное проведение ЭКГ с помощью датчиков EPIC

Рис. 8. Бесконтактное проведение ЭКГ с помощью датчиков EPIC

Первое и последнее приложения можно реализовать с помощью демонстрационных плат и наборов.

Демонстрационные наборы PS25012Aи PS25012Aпредставляют собой печатные платы, которые включают: датчик (PS25201 или PS25203), систему питания, универсальный DIN-разъем (рис. 9).

Для создания приложений со сдвоенными датчиками подойдут платы PS25012Bи PS25012B(рис. 9). У них на борту размещено по два датчика и по два универсальных разъема.

Демонстрационные платы для датчиков EPIC

Рис. 9. Демонстрационные платы для датчиков EPIC 

Чтобы сходу начать работать с датчиками EPIC, следует воспользоваться демонстрационными наборами PS25000или PS25001(рис. 10). Наборы отличаются друг от друга наличием заграждающего фильтра 50 Гц (PS25000A) и 60 Гц (PS25001A). По этой причине для отечественного рынка интересен в первую очередь PS25000A.

Наборы позволяют принимать сигналы от пары датчиков, усиливать, фильтровать, а также передавать данные в персональный компьютер. Для отображения на ПК используется специальное ПО, входящее в комплект поставки. Питание PS25000A и PS25001A осуществляется от USB 2.0.

В состав комплекта поставки входят: интерфейсный блок с элементами управления и двумя входными каналами для подключения датчиков со стандартными DIN-разъемами, два кабеля (PS25013) для подключения датчиков со стандартными DIN-разъемами, USB-кабель, документация. По выбору пользователя в комплект дополнительно входит одно из трех добавочных наименований: два датчика PS25101, две платы PS25012A1 или PS25012A3, одна плата PS25012B1 или PS25012B3.

Демонстрационные наборы PS25000A/ PS25001A

Рис. 10. Демонстрационные наборы PS25000A/ PS25001A

Характеристики PS25101/ PS25102: Характеристики PS25201A/ B:
  • входное сопротивление: 20 ГОм;
  • коэффициент усиления: 50 (PS25101), 10 (PS25102);
  • входная емкость: 10 пФ;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,1 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 10 кГц;
  • напряжение питания: 4,75…8,0 В;
  • диапазон рабочих температур: 0…+50 °C;
  • корпус: электрод с проводниками и DIN-разъемом.
  • входное сопротивление: 20 ГОм;
  • коэффициент усиления: 50;
  • входная емкость: 15 пФ;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,2 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 10 кГц;
  • напряжение питания: ±2,4…±5,5 В;
  • диапазон рабочих температур: -25…+75 °C;
  • корпус: 10,5x10,5 мм, под поверхностный монтаж.
Характеристики PS25203B: Характеристики PS25204:
  • входное сопротивление: 20 ГОм;
  • коэффициент усиления: 10;
  • входная емкость: 15 пФ;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,2 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 20 кГц;
  • напряжение питания: ±2,4…±4,0 В;
  • диапазон рабочих температур: -25…+75 °C;
  • корпус: 10,5x10,5 мм, под поверхностный монтаж.
  • входное сопротивление: 20 ГОм;
  • коэффициент усиления: 10;
  • входная емкость: 15 пФ;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,05 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 20 кГц;
  • напряжение питания: ±2,4…±4,0 В;
  • диапазон рабочих температур: -25…+75 °C;
  • корпус: 10,5x10,5 мм, под поверхностный монтаж.
Характеристики PS25251: Характеристики PS25012A1/ PS25012B1a:
  • входное сопротивление: 20 ГОм;
  • коэффициент усиления: 50;
  • входная емкость: 15 пФ;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,2 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 10 кГц;
  • напряжение питания: ±2,4…±5,5 В;
  • диапазон рабочих температур: -25…+75 °C;
  • корпус: 10x10 мм, под поверхностный монтаж.
  • датчики: 1xPS25201A (PS25012A1), 2xPS25201A (PS25012B1);
  • входное сопротивление: 50 ГОм;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,2 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 4 кГц;
  • напряжение питания: 4…8 В;
  • диапазон рабочих температур: 0…+50°C.
 Характеристики PS25012A3PS25012B3:  Характеристики PS25000A/ PS25001A:
  • датчики: 1xPS25203 (PS25012A3), 2xPS25203 (PS25012B3);
  • входное сопротивление: 50 ГОм;
  • нижняя частота среза (-3 дБ): 0,2 Гц;
  • верхняя частота среза (-3 дБ): 10 кГц;
  • напряжение питания: 4…8 В;
  • диапазон рабочих температур:  0…+50 °C.
  • состав набора: интерфейсный блок, два кабеля (PS25013), USB-кабель, документация. По выбору пользователя в комплект дополнительно входит одно из трех добавочных наименований: два датчика PS25101, две платы PS25012A1 или PS25012A3, одна плата PS25012B1 или PS25012B3;
  • разрешение: 12-бит;
  • частота опроса: 10 000 выборок/ с;
  • число подключаемых датчиков: 2;
  • питание: USB 2.0;
  • интерфейс с ПК: USB 2.0.

О компании

Plessey Semiconductors – английская компания, специализирующаяся на разработке и производстве полупроводниковых компонентов. Основными продуктами фирмы являются светодиоды и датчики.

Портфолио компании включает более 50 моделей светодиодов, в том числе четырехцветных.

Уникальным продуктом компании являются интегральные датчики для измерений электрических потенциалов (Electric Potential Integrated Circuit, EPIC). Они могут применяться в медицинском оборудовании (ЭКГ, ЭЭГ, ЭОГ, ЭМГ), в спортивной электронике (портативные системы мониторинга), в игровых приложениях (геймпады), в системах управления (контроль положения глаз) и т.д.

Производитель: Plessey Semiconductors
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
PS25101
PS25101
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332419 ИНФО PDF AN
41790,00
Поиск
предложений
Два датчика для измерения ЭКГ в корпусе с кабелем и разъемом. Высокое входное сопротивление 20 ГОм позволяет проводить все измерения абсолютно безопасно для здоровья. Разрешение гарантированно не хуже чем у традиционных "мокрых" электродов. Характеристики: Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: 4.75 ... 8 V; Потребляемый ток: 4.5 мА
PS25101 41790,00 от 2 шт. 41570,00
-
Поиск
предложений
PS25201B
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332420 ИНФО PDF AN
Доступно: 1 шт. 3600,00
Выбрать
условия
поставки
Контактный датчик для измерения ЭКГ на основе микросхемы PS25151C. Высокое входное сопротивление 20 ГОм позволяет проводить все измерения абсолютно безопасно для здоровья. Разрешение гарантированно не хуже чем у традиционных "мокрых" электродов.
PS25201B 3600,00 от 3 шт. 3240,00 от 5 шт. 3000,00 от 12 шт. 2850,00 от 24 шт. 2830,00
1 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25251
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332421 ИНФО PDF AN
Доступно: 6 шт. 3560,00
Выбрать
условия
поставки
Корпусированный контактный датчик для измерения ЭКГ. Высокое входное сопротивление 20 ГОм позволяет проводить все измерения абсолютно безопасно для здоровья. Разрешение гарантированно не хуже чем у традиционных "мокрых" электродов. Характеристики: Полоса пропускания: 0.2Гц...10кГц Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: ±2.4V ... ±5.5V; Потребляемый ток: 2.0 мА
PS25251 3560,00 от 2 шт. 3050,00 от 3 шт. 2740,00 от 6 шт. 2540,00 от 14 шт. 2410,00
6 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25255
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332422 ИНФО PDF AN
Доступно: 8 шт. 3200,00
Выбрать
условия
поставки
Корпусированный контактный датчик для измерения ЭКГ с пониженным током потребления. Высокое входное сопротивление 20 ГОм позволяет проводить все измерения абсолютно безопасно для здоровья. Разрешение гарантированно не хуже чем у традиционных "мокрых" электродов. Характеристики: Полоса пропускания: 0.2Гц...20кГц Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: ±2.4V ... ±5.5V; Потребляемый ток: 1.5 мА
PS25255 3200,00 от 2 шт. 2750,00 от 3 шт. 2470,00 от 6 шт. 2290,00 от 16 шт. 2170,00
8 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25401B
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332423 ИНФО PDF
3850,00
Поиск
предложений
Бесконтактный датчик электрического потенциала для систем безопасности, определения движения и т.д. в бескорпусном исполнении. Характеристики: Полоса пропускания: 0.2Гц...10кГц Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: ±2.4V ... ±5.5V; Потребляемый ток: 2.0мА
PS25401B 3850,00 от 2 шт. 3470,00 от 5 шт. 3210,00 от 12 шт. 3050,00 от 23 шт. 3030,00
-
Поиск
предложений
PS25451
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332424 ИНФО PDF AN
Доступно: 12 шт. 1470,00
Выбрать
условия
поставки
Бесконтактный датчик электрического потенциала для систем безопасности, определения движения и т.д. Характеристики: Полоса пропускания: 0.2Гц...10кГц Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: ±2.4V ... ±5.5V; Потребляемый ток: 2.0мА
PS25451 1470,00 от 3 шт. 1260,00 от 6 шт. 1140,00 от 13 шт. 1050,00 от 34 шт. 999,00
12 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25454
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332425 ИНФО PDF AN
Доступно: 12 шт. 1300,00
Выбрать
условия
поставки
Бесконтактный датчик электрического потенциала для систем безопасности, определения движения и т.д. Характеристики: Полоса пропускания: 0.2Гц...20кГц Сопротивление: 20 ГОм; Напряжение питания: ±2.4V ... ±5.5V; Потребляемый ток: 2.5мА
PS25454 1300,00 от 4 шт. 1120,00 от 7 шт. 1000,00 от 15 шт. 930,00 от 39 шт. 883,00
12 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25503
Plessey Semiconductors
Арт.: 1332426 ИНФО PDF
50230,00
Поиск
предложений
Bluetooth аксессуар для Android устройств imPulse для оперативного снятия ЭКГ. Прибор позволяет передать на экран мобильного устройства кардиограмму, полученную при касании датчиков двумя пальцами.
PS25503 50230,00 от 2 шт. 49970,00
-
Поиск
предложений
PS25014A1
Plessey Semiconductors
Арт.: 1904585 AN
Поиск
предложений
PS25014A1
-
Поиск
предложений
PS25000A
Plessey Semiconductors
Арт.: 1904587 AN
Поиск
предложений
PS25000A
-
Поиск
предложений
PS25013
Plessey Semiconductors
Арт.: 1904588
Поиск
предложений
PS25013
-
Поиск
предложений
PS25203
Plessey Semiconductors
Арт.: 1924439
Поиск
предложений
PS25203
-
Поиск
предложений
PS25203B
Plessey Semiconductors
Арт.: 1924678
Доступно: 1 шт. от 1 шт. от 35992,80
Выбрать
условия
поставки
PS25203B от 1 шт. от 35992,80
1 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PLWS3000C183000
Plessey Semiconductors
Арт.: 2264154
Поиск
предложений
PLWS3000C183000
-
Поиск
предложений
PLWS3000C284000
Plessey Semiconductors
Арт.: 2264155
Поиск
предложений
PLWS3000C284000
-
Поиск
предложений
PLWS3000C585000
Plessey Semiconductors
Арт.: 2264156
Поиск
предложений
PLWS3000C585000
-
Поиск
предложений
PS25012A1
Plessey Semiconductors
Арт.: 2608086 ИНФО
Поиск
предложений
PS25012A1
-
Поиск
предложений
PS25405B
Plessey Semiconductors
Арт.: 2740037
Поиск
предложений
PS25405B
-
Поиск
предложений
PS25253
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093599 PDF
Доступно: 8 шт. от 1 шт. от 8209,86
Выбрать
условия
поставки
PS25253 от 1 шт. от 8209,86
8 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
PS25102
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093600 PDF
Поиск
предложений
PS25102
-
Поиск
предложений
PS25003
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093603 PDF
Поиск
предложений
PS25003
-
Поиск
предложений
PS25515
PS25515
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093604 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Biometric Sensors Warden Stand-Alone Car Seat Back
PS25515
-
Поиск
предложений
PS25513G
PS25513G
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093607 ИНФО PDF
Поиск
предложений
imPulse lead one ECG monitor (green)
PS25513G
-
Поиск
предложений
PS25513B
PS25513B
Plessey Semiconductors
Арт.: 3093608 ИНФО PDF
Поиск
предложений
imPulse lead one ECG monitor (blue)
PS25513B
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()