我经受住了80年代的成长考验!

问题:

测试心率监护仪原型时,我应当关注什么?

RAQ:  Issue 110

答案:

我最近在YouTube上看到了一则幽默视频, 名字叫做“真不敢相信我们活过来了”,其中展示了许多在我孩提时很普通,但按今天的标准却很危险的活动。 虽然让孩子参与其中大部分活动似乎是完全不负责任的(有些活动会给我们带来法律上的麻烦),但在那时看来,这并没有什么大不了。 然而,因为有人受伤、生病或发生其他更糟糕的状况,所以我们吸取了教训,变得更加谨小慎微。 这则视频不禁让我想到我们今天所做的活动,日后我们会怎么看待这些活动,会不会想“我们当时怎么会那样做?” 幸运的是,电气工程已不像从前那么危险(K2-W等运算放大器需要±300 V电源电压,现在再也不需要)。 不过,涉险状况仍然时有发生。 在90年代后期,当我还是一名电气工程专业学生的时候,我们必须选择一个毕业设计项目。 由于对生物医学仪器的兴趣日渐增长,我的团队和我本人决定设计一个便携式ECG, 目标是通过监视心率来诊断难以检测的心律失常。 那时候,我们知道隔离对最终产品是必不可少的,但并未真正停下来好好考虑开发阶段的问题。 另外,我们也不了解测试设备是否是隔离式,甚至不知道可能使用的隔离类型。

我们很快发现,采集信号是最重要的第一步,因此选取了仪表放大器 AD620,以及几个运算放大器用于滤波和右腿驱动。 为实现隔离,我们通过9 V电池供电,并利用DC/DC转换器产生±15 V电源。 我们购买了一些银/氯化银电极,并在电极与试验板之间使用绞合线以避免拾取噪声。 到此时为止,一切正常。 接下来,受试对象必须解开衬衣,贴上电极......哦,对了,我们需要在另一端观察输出结果,因此用一个示波器探测输出。

示波器要求其地线连接到大地。 因此,我们为系统接地,这样就违反了隔离要求。 现在,我们变成了漏电流的导体,暴露于危险之中。 更可怕的是,漏电流可能会直穿我们的胸部。 无知者无畏,我们把电极连接到人体,用上述示波器和台式DMM同时探测。幸好,凡事第一次总是不成功,所以什么事也没发生。 如果您对隔离电源上的漏电流略知一二,可能会纳闷:“这家伙竟然还活着?”

快进15年。 如今,由于健康意识的提高和可穿戴计算设备的增多,心率监护已成为主流应用。 相关开发人员随之增加,有的利用AD8232等心率监护仪做试验,有的采用AD8421AD8422等AD620后继产品研究新的高质量ECG记录替代方法。 这也使得不够警惕的工程师把自己置身于危险境地的情况增多起来。 我想提醒电气工程师同仁保持谨慎,在人身上测试原型之前,务必理解并遵守安全准则。 关于这个方面,出版物和网络上提供了一些资源。 若有任何疑虑,您可以用相对较低的价格购买商用ECG信号发生器,免得发生“出师未捷身先死”的悲剧!

作者

Gustavo Castro

Gustavo Castro

Gustavo Castro [gustavo.castro@analog.com]是马萨诸塞州威明顿市线性和精密技术部门的应用工程师。其主要兴趣是精密信号调理和电子仪器的模拟与混合信号设计。2011年加入ADI公司之前,他在National Instruments从事高性能数字万用表和精密直流源设计工作达10年。Gustavo拥有墨西哥蒙特利技术学院电子系统学士学位和美国东北大学微系统与材料硕士学位。他拥有三项专利。