-------記德州儀器ADS1298產品說明會

德州儀器于2010年3月24日推出面向 ECG 與 EEG 應用的全面集成的模擬前端 (AFE) 系列的首款產品，以充分滿足便攜式與高端心電圖 (ECG) 、腦電圖 (EEG)設備、患者監護以及消費醫療應用等需求。4月1日，TI在北京國際大廈召開媒體說明會，模擬器件事業部業務拓展工程師王勝為媒體詳細講述了該款產品的特點及在醫療半導體上的應用。

市場機遇與需求

全球醫療保健市場正從傳統的醫療保健系統向現代電子醫療健康系統轉變，隨著世界人口老齡化的出現，它已導致全球醫療保健支出增加。而在欠發達的國家醫療保健缺失尤為嚴重。日趨嚴重的人口老齡化造成的醫療服務需求增加，已呈現高壓狀態。

在世界范圍內，日新月異的醫療電子市場連續25年增長，很有可能成為未來半導體市場的主要驅動力。在美國，美國國會眾議院剛剛通過了奧巴馬政府提議的醫療改革議案和“預算協調”議案。根據參眾兩院較終版本醫改案，美國政府今后10年將投入9400億美元，把3200萬人納入醫保體系。將覆蓋率從85%提升至95%，接近全民醫保，美國醫療保健支出占GDP的15%以上。歐洲緊隨其后，到2010年保健支出有望從20年的2萬億美元增長到31萬億美元。而在印度這樣的發展中國家，也計劃將公共保健支出所占GDP的比例，由過去的1%提高到了3%。

而在我國，從2008年中國國際醫療電子技術大會了解到，隨著中國GDP規模的逐年增長，中國的醫療保健支出所占GDP的比例由1995年的3.7%提高到了2007年的5.6%。2008年33%的醫療半導體收入來自消費類醫療設備，用于個人醫療電子設備的投資有望以10%以上的速度增長。

ECG與EEG的市場概述

隨著醫療保健市場的發展，醫療設備對便攜式的要求越來越高，越來越多的 ECG 產品要求具備更多的功能和更低的功耗，例如通過便攜式媒體存儲電子病歷、無線/有線傳輸等。而對于高端心電圖 (ECG) 和腦電圖 (EEG)設備來說，由于以前高功耗的大型設計方案限制了 ECG 與 EEG 設備的便攜性。

ECG與EEG設備對模擬信號的需求也是相對比較苛刻的，心電信號是很微弱的，如果它傳到體表，通過體表采集，這個信號就更加微弱了。而且我們還會有各種動作，身體除了心臟還有其它器官，身體會有經典值、極化電壓、外界干擾等等，在采集信號時都會被認為是干擾，大的直流偏移和多種干擾信號的出現會導致 ECG 信號的測量面臨挑戰。

由于信號的微弱，ECG設備的功耗級別又是納瓦級的，因此對芯片級的噪聲要求越來越嚴格，功耗反而越來越放寬。這是可以理解的，植入式設備在體內要供電的，所以對功耗要求很高很高。但醫院的大型設備是有電源的，所以對功耗要求低一些。

ADS1298特性

TI所推出的ADS1298產品，由于其低功耗與高集成度的特性，可開發出低成本的緊湊型便攜式設備，幾乎可以應用于所有醫療設備中，例如：消費類醫療設備、醫療器械、醫療成像設備以及診斷、病人監控與治療設備。

而在心電和腦電設備上，功能實現上較重要的部分就是芯片層面或者板級層面的模擬前端。王勝介紹說“采集類的系統，不管醫療還是其它的要求都非常嚴，只要采集情況非常好，ADC和數字域的處理就會相對簡單一些。”TI推出的ADS1298就可以滿足這些要求。心電圖基本上是多點測量，如果只測身體某一點的電勢，基本分析不出整個心臟的活動規律，而ADS1298正是一款多通道系統。8通道、24bit的ADS1298具有便攜性、緊湊性和經濟性的特點，并能夠以高精度實現ECG和EEG的測量功能。

如上圖所示，ADC不僅有模擬前端還有模擬調節電路，ADC絕大部分情況下就是放大器，做信號的調理，這是較基本的功能模塊。ADS1298也是一樣的，它是8通道可編程增益放大器，放大倍數是3、4、6、8、12倍。除此以外，王勝還強調ADS1298還有很多其它的功能模塊在里面，這些功能模塊專門針對EEG、ECG設備特定要求里增加的功能，比如說人體會產生很多干擾信號，就會有些針對這些不同信號外加一個類似共模的偏置電壓，例如一個右腿驅動放大器。

這款ADS1298集成性非常強，除了8個低噪聲可編程增益放大器和右腿驅動放大器以外，還集成了8 個低噪聲ΔΣ轉換器、電極檢測、Wilson C 終端、測試信號、振蕩器、溫度傳感器和電壓參考，在功能上，它基本上能把典型的ECG、EEG所需的前端模擬電路所有功能集于一身。

如此多功能的的組件被集成在一個非常小的設計板面，正是因為它把這些東西集于一身的同時就實現了小體積的設計目標，正好滿足了醫療設備對便攜性的需求。目前來看放大器、振蕩器等這些都可以用分離器件來做，但這樣很難控制它的精度和功耗，更難控制把所有的分離器件集成在很小的范圍之內。但是TI的芯片做到了，你不用特別關心分離電路如何實現，對用戶來說，所需要的功能都在里面，性能也能夠保證。典型的應用目標，器件數量可以降低95%。

而對于功耗來說，由于現在對低功耗的要求越來越高，所以TI的產品在功耗上也進行了研究與探索。TI的產品基本可以降低95%左右，因為TI的通道典型功耗是0.75mW，一般來講的產品是100、200mW的功耗，所以TI降低功耗是非常明顯的。

對于降低的這95%，比較的依據，王勝也特意給出了說明，“首先，統計不是百分之百嚴格；第二，我們通過不同區域的客戶，包括中國、歐美典型設計總結出來的。這些設計有基于TI的，當然不完全基于TI的，也有基于其它廠商功能器件，也可能是其它廠商集成在一起的，綜合這些信息，典型數量有一個范圍，尺寸空間有一個范圍，功耗有一個范圍，我們也有一個范圍，比如不同增益數，也有一個系統穩定情況下的一個綜合數目。所以，我們很負責任，很保守給了這個數字。”

ADS1298這款產品功能集成了，功耗降低了，體積又小了，那很多人都會疑問，這樣好的東西，肯定也會很貴吧。王勝解釋到“在成本上，同樣功能的實現，客戶需要花的錢是30—50美金，而我們可以降低接近一半左右。為什么呢？第一，它設計簡單了；第二，它的精度提高了；第三，客戶付出的成本代價降低了。而在可靠性方面，大家都非常熟悉TI，TI有技術層面的優勢，工藝層面的優勢，實際上這些功能模塊都是我們非常熟悉的，我們只管放在一起，實現了具體目標的應用，同時某些電路設計上的特點，把整體功耗降低，而不是各個部件簡單累加，所以，可靠性沒有問題。”

未來的發展

ADS1298只是這系列產品的首款，TI不會只負載這一款產品，TI還會有4通道的和6通道的，這是24bit。同時TI還會推出兼容16bit的，所以這是一系列的產品。客戶針對不同系列目標和標準進行不同的選擇，而這款專門針對ECG、EEG的模擬前端，可以給客戶節省大量的設計時間和設計成本。