Новый инструментальный усилитель Analog Devices со входами JFET для портативных медицинских систем мониторинга

21 2

Новый инструментальный усилитель со входами JFET фирмы Analog Devices обладает улучшенными характеристиками и уменьшенным на 50% корпусом, что способствует увеличению плотности каналов в портативных мониторах и другой медицинской аппаратуре.

Фирма Analog Devices продолжает поставлять компоненты для медицинской промышленности и представляет новый инструментальный усилитель со входами на полевых транзисторах с p-n переходами AD8220. Этот усилитель обеспечивает регистрацию сигналов жизнедеятельности пациента как в стационарной, так и в мобильной медицинской аппаратуре, такой как электрокардиографы (ЭКГ), электроэнцефалографы (ЭЭГ) и другие приборы для мониторинга пациентов. Выпускаемые в 8-выводном корпусе MSOP, в два раза меньшем по размеру чем современные аналогичные усилители, инструментальный усилитель AD8220 позволяет разработчику медицинского оборудования значительно увеличить плотность компоновки платы и увеличить число каналов, особенно это важно для портативных устройств мониторинга ЭКГ и ЭЭГ. Мониторинговое оборудование с большим числом каналов дает врачебному персоналу больше информации о таких сигналах как активность миокарда или головного мозга, что особенно важно в условиях различных помех. Кроме того, AD8220 работает от однополярного источника питания и потребляет около 700 мкА, что делает данную ИС идеальной для портативных устройств.

21 3

Ещё одной особенностью AD8220 является чрезвычайно малый входной ток смещения — около 4 пикоампер, что в два раза меньше, чем у ближайших конкурентов. Этот ток является источником значительной погрешности в прецизионных устройствах. ИС AD8220 также обеспечивает КОСС (коэффициент подавления синфазного сигнала) 80 dB на частоте до 10 кГц (при единичном усилении), тогда как ближайшие конкуренты обеспечивает только 72 dB на частоте 200 Гц. При таких значениях входного тока и КОСС разработчики медицинского оборудования смогут обеспечить обнаружение сигналов ЭКГ, ЭЭГ и другой электрической активности организма на уровне, до сих пор недостижимом. Высокий КОСС, кроме того, способствует обнаружению этих сигналов за счет подавления синфазных помех.

О микросхеме AD8220
Благодаря наличию входа с полевыми транзисторами с изолированным затвором (JFET), инструментальный усилитель AD8220 обеспечивает входной ток не более 20 пА, типичное значение — 4 пА. Во всем температурном диапазоне входной ток не превышает 1 нА. Дрейф напряжения смещения на входе составляет 2 мкВ/°C. Rail-to-rail выход усилителя AD8220 позволяет разработчику расширить динамический диапазон. Кроме того, КОСС величиной 80 dB (при единичном усилении) в широкой полосе частот позволяет выделять необходимый сигнал на фоне нежелательных помех.

Применение
Усилитель AD8220 идеально подходит для систем мониторинга пациентов; его малые размеры, малый уровень шума и малый входной ток обеспечивает высокую чувствительность и подавление шума в стационарных или переносных медицинских приборах, таких как ЭКГ или ЭЭГ мониторы. Малый входной ток и высокий КОСС делают усилитель AD8220 полезным компонентом для приборов промышленной автоматики, таких как электрометры и другие прецизионные измерительные приборы, где необходимо измерение малых токов в условиях помех.

Fujitsu Laboratories, imec Holst Centre разработали беспроводной приемопередатчик

21 1

Беспроводные приемопередатчики диапазона 400 МГц, отвечающие требованиям международных стандартов, могут применяться в медицинских приложениях для контроля жизненно важных показателей пациентов, а также в отраслях сельского хозяйства и животноводства, в системах мониторинга общественной инфраструктуры и окружающей среды

Компания Fujitsu Laboratories в сотрудничестве с исследовательским центром Imec Holst Centre разработала схему беспроводного приемопередатчика для использования в технологии мониторинга тела Body Area Network и медицинских приложениях, отвечающую международным стандартам для диапазона 400 МГц.

Как известно, очень важные для медицинских приложений системы беспроводного мониторинга мозговых волн и других жизненно важных показателей в прошлом требовали десятков милливатт электрической энергии. Теперь, благодаря оптимизации архитектур и схем, Fujitsu Laboratories в сотрудничестве с исследовательским центром imec Holst Centre удалось сниить энергопотребление беспроводного интерфейсного приемопередатчика до 1.6 мВт в режиме приема, и до 1.8 мВт в режиме передачи.

Эта технология позволит увеличить в 10 раз срок службы батарей в обычных системах с датчиками для мониторинга состояния пациента, что, в свою очередь, сокращает частоту замены или подзарядки батареек и повышает эффективность работы врачей.

На основе этих совместных исследований в области технологий беспроводных приемопередатчиков, Fujitsu Laboratories в дальнейшем планирует применить такие беспроводные приемопередатчики для немедицинских целей, например, для контроля общественной инфраструктуры и окружающей среды.

В области медицины и здравоохранения технология BAN привлекла внимание потенциальной возможностью применения в устройствах сбора информации о жизненных показателях пациента посредством сети беспроводных датчиков, расположенных на теле пациента (Рисунок 1). Для различных датчиков, составляющих сеть BAN, требуется источник питания, и чтобы сделать систему удобной как для пациента, так и для медицинского персонала, существует острая необходимость в увеличении срока службы источника питания и минимизации частоты замены элементов питания или их подзарядки.

Технологическая задача

Каждый узел датчика в сети BAN снабжен беспроводным приемопередатчиком, который потребляет наибольшую мощность, поэтому для продления срока службы батареи, необходимо снизить его энергопотребление. Основная задача состояла в разработке миниатюрного беспроводного приемопередатчика с низким энергопотреблением, который поддерживал бы различные скорости обмена данными, как требует медицинские системы, без введения каких-либо новых схем и узлов.

Ключевые особенности новой технологии

Этот исследовательский проект предусматривает совместимость со спецификацией диапазона 400 МГц IEEE 802.15.6, международного стандарта для сетей BAN, и поддерживает два независимых режима работы:

  • высокоскоростной режим работы (4.5 Мбит/с)  для передачи мозговых волн, изображений и других медицинский данных;
  • низкоскоростной режим (11.7 Кбит/с) с низким энергопотреблением, который может использоваться, когда беспроводные датчики находятся в режиме ожидания.

21

1. Приемопередатчик полностью с цифровым управлением.

Упрощение архитектуры схемы приемопередатчика, насколько это возможно, привело к снижению энергопотребления. Цифровое управление приемопередатчиком подразумевает использование некоторой программируемой структуры, которая может изменять характеристики схемы с целью поддержки различных типов фазовой и частотной модуляции в соответствии с международными стандартами BAN. Приемник состоит из малошумящего усилителя, смесителя, фильтра нижних частот и АЦП, и использует способ прямого преобразования, подразумевающий выделение исходного сигнала непосредственно из входного сигнала. Использование этого способа наряду с минимизацией энергопотребления составляющих схем позволило значительно снизить общую потребляемую мощность. При выборе высокоскоростного режима работы (5.4 Мбит/с) цифровой схемой управления оптимизируются частотные характеристики фильтра нижних частот и АЦП. В низкоскоростном режиме работы с низким энергопотреблением чувствительность малошумящего усилителя снижается (и снижается потребляемая мощность усилителя), однако это компенсируется цифровыми процессами.

2. Технология цифровой высокоскоростной трехкомпонентной модуляции

Использование передающего смесителя в передатчике позволяет упростить реализацию высокоскоростного режима, но смесители и их схемы управления, как известно, потребляют значительную мощность. Сочетание трех следующих методов привело к снижению энергопотребления в режиме передачи:

  • Вместо передающего смесителя в передатчике используется схема трехкомпонентной цифровой модуляции, в которой на вход узла ФАПЧ (PLL), генерирующего радиосигнал с помощью цифровой схемы, подаются низкочастотный и высокочастотный сигналы, и, далее, сформированный сигнал поступает на усилитель мощности;
  • Для реализации высокоскоростного режима, используя цифровую трехкомпонентную модуляцию, была разработана схема на двух параметрических диодах (варакторах). В высокоскоростном режиме увеличивается диапазон изменения емкости варактора ГУН (VCO), на вход которого подается высокочастотный модулированный сигнал;
  • Для низкоскоростного режима была разработана специальная технология, позволяющая снизить энергопотребление схемы модуляции ГУН на 90% при сохранении полной ее работоспособности.

Благодаря этой технологии приемопередатчики поддерживают и низкоскоростной, и высокоскоростной режим работы, при котором скорость обмена данными в 300 раз выше, но максимальное энергопотребление не превышает 1.6 мВт в режиме приема и 1.8 мВт в режиме передачи.

Подобные беспроводные приемопередатчики найдут применение не только в области здравоохранения и систем мониторинга здоровья пациентов, но и в интерфейсных схемах управления медицинскими приборами.

Магнитно-резонансная томография головного мозга

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — метод диагностики головного мозга основанный на явлении ядерного магнитного резонанса. Метод основан на различии магнитных свойств тканей и разной насыщенности тканей водородом. Впервые МР-томография была проведена в 1973 году, с 1986 года для обозначения исследования вместо термина ядерно-магнитно-резонансная томография стал использоваться термин магнитно-резонансная томография. Метод основан на различии магнитных свойств тканей и разной насыщенности тканей водородом.

Метод позволяет наиболее информитивно изучить головной мозг человека, его структуру и своевременно выявить различную врожденную и приобретенную патологию: опухоли, абсцессы, кисты и др., позволяет подтвердить или уточнить диагноз. Иногда с целью улучшить визуализацию проводят магнитно-резонансную томографию с контрастированием.

Абсолютными противопоказаниями к проведению >МРТ головного мозга являются: установленный кардиостимулятор, имплантаты среднего уха, металлические имплантаты и осколки, аппараты Илизарова. Показаниями к проведению МРТ головного мозга считаются: черепно-мозговая травма, головокружения, головные боли, подозрение на инфекционное заболевание мозга, сосудистые заболевания, инсульт, повышение внутричерепного давления, заболевания гипофиза, подозрение на опухоль мозга и его оболочек или поражение пазух, глаз, орбит и носоглотки.

Для пациента проведение МРТ не требует особой подготовки, непосредственно перед самой процедурой исследования нужно снять все металлические предметы и украшения, а во время исследования сохранять неподвижность.

В настоящее время предоставление услуг по проведению МРТ головного мозга широко распространено, его можно провести в нескольких сотнях центров, например, в Москве МРТ головного мозга может провести центр МРТ диагностики «МРТ24″. Особенно удобно то, что медицинские центры МРТ24 работают круглосуточно. Все кабинеты сети оборудованы современными томографами и укомплектованы квалифицированными врачами-специалистами.

Рентгеноскоп для гибридной операционной

МОДЕЛЬ XR-800

Надежный мобильный рентгеноскоп, состоящий из источника рентгеновского излучения, электронно-рентгеновского преобразователя и высоковольтного источника питания. В аппарате используется оригинальный электронно-рентгеновский преобразователь на микроканальной пластине с высокой эффективностью, высоким разрешением, и регулируемой длинной волны в широком диапазоне. Аппарат разработан удобным для совмещенной работы различных медицинских устройств, таких как томографы, эндоскопы и хирургические консоли жизнеобеспечения в гибридных операционных современного типа.

Общие характеристики:

  • Мощность: 60 VA
  • Вес – 10 кг.
  • Напряжение: AC:50~60Hz,100~250VAC
  • Разрешение изображения: ≥30 точек/cм
  • Экспорт изображение на другой монитор – до 3х экранов
  • Проникающая радиация — <1мГр/час (50cmот источника <1мГр/час (50cmот излучения) источника излучения).

Магнито-резонансный передвижной томограф

МОДЕЛЬ МРТ (MEDICAL WAVE)-2000

Данный аппарат разработан соответствующим необходимым современным критериям центров визуализации.Новые уровни автоматизации посредством программного обеспечения плюс новая модульная среда рабочего места улучшают эксплуатационную эффективность и ход работы. Новейшие компоненты вычисления и оборудования обеспечивают высший уровень скорости захвата изображений, разрешения и отношения сигнал/шум. Имеет расширенный диапазон доступных ведущих клинических процедур.

Общие характеристики:

  • Тип Магнита – F 2000
  • Индукция магнитного поля — Тл 0,6
  • Максимальное поле обзора — мм 600
  • Матрица получения изображения От 64х64 до 512х512
  • Модификации – 2/3 передвижных корпуса для нужд различных стационарных мед. служб
  • Вес – 30-50 кг.

Электрокардиограф многоканальный

МОДЕЛЬ ЭК-2000

Электрокардиограф разрабатывается для нужд палат интенсивной терапии и кардиологических стационарных отделений. Корпус устройства снабжен дистанционными датчиками позволяющими измерять ЭКГ у нескольких больных в отделении. Имеет съемные модификации для множества условий эксплуатации, включая использования в службе скорой помощи и функциональной диагностики. Снабжен несколькими аккумуляторами для многочасовой автономной работы.

Общие характеристики:

  • Размеры электрокардиографа — 575 х 450 х 170 мм
  • Питание от сети переменного тока — 220 В, 550 В, 50 Гц
  • Синхронная регистрация – 30 отведений
  • Масса – 5,6 кг.
  • Дисплей – 3 экрана 20/30/50 дюймов

Многоканальный прецизионный мультиметр медицинского применения.

МОДЕЛЬ СТРИМ-900

Устройство является высокоточным измерителем-преобразователем сигналов от термоэлектрических преобразователей и температурных показателей. Применяется в качестве средства измерений при проверке, калибровке и работе температурных датчиков, датчиков медицинского применения и других устройств.

Общие характеристики:

  • Масса — 2,5 кг.
  • Количество каналов измерений- 8
  • Диапазоны измеряемых температур – от 200 до 2500 градусов по Цельсию
  • Диапазоны измерений электрических сигналов :
  • Ток — ±0,0065% ИВ
  • напряжения ±0,005% ИВ
  • сопротивления ±0,0025% ИВ
  • Питание — (220±30) В, (50±1) Гц (Имеет дополнительный встроенный источник 50 ВТ)
  • Дисплей – 3 экрана 20/30/50 дюймов

Многопрофильные консоли жизнеобеспечения

footo111МОДЕЛЬ AREAL MDK-18

Потолочная консоль фиксированного положения. Анестезиологическая, реанимационная медицинская консоль настенной или потолочной фиксации. Благодаря габаритным размерам и удобному функционалу не заменима в отделениях неотложной помощи. Вычислительные данные выводятся на несколько дисплеев, монтируемых в зависимости от расположения устройства. Управление осуществляется с помощью выборочно подстраиваемых мини-пультов.

Общие характеристики:

  • Грузоподьемность — 500 кг.
  • Длинна – 3500 мм.
  • Розетка электрическая – 220 B/50 Hz / Колл-во зависит от модификации.
  • Разъем отвода потенциалов – cтандарт Din
  • Разъем отвода наркоза – cтандарт Din
  • Разъем отвода сжатого воздуха – стандарт Din
  • Вакуум – стандарт Din

Бесперебойные источники питания для снабжения медицинских учреждений

Модель PW-1500

ИБП оснащен взаимозаменяемыми в зависимости от локации применения сенсорными дисплеями. Имеет высокую плотность мощности для надежной защиты крупный узлов электропитания, преимущественно медицинского применения. Модель модифицируется собственными инновационными разработками для расширения сферы применения.

Общие характеристики:

  • Номинальная мощность: 300 — 1550 кВА
  • Номинальное напряжение: 500 В
  • Частота:50/60 Гц
  • Конфигурация: Выборочно
  • Серия продукта: Powerware
  • Панель управления: Заменяемый сенсорный дисплей 10-60 дюймов
  • Cлоты подключения: 4 коммуникационных разъемы
  • Релейные входы/выходы: программируемые 5/1

 

Модель PW-3000

ИБП является модификацией PW-1500 с встроенным генератором увеличения мощности и дополнительным предохранителем от перегрева и перепадов напряжения. Имеет схожие характеристики с PW-1500.

Общие характеристики:

  • Номинальная мощность: 300 — 3000 кВА
  • Номинальное напряжение: 500 В
  • Частота:50/60 Гц
  • Конфигурация: Выборочно
  • Серия продукта: Powerware
  • Панель управления: Заменяемый сенсорный дисплей 10-60 дюймов
  • Cлоты подключения: 4 коммуникационных разъемы
  • Релейные входы/выходы: программируемые 5/1