低功耗压缩采样电极-组织阻抗测量系统

"这篇论文提出了一种采用低功耗压缩采样时间基模数转换器的电极-组织阻抗（ETI）测量系统，该系统对于心电图（ECG）记录系统至关重要，因为ETI监测可以用来抑制ECG记录中的运动伪影，确保整个系统的准确性。" 在当今社会，心血管疾病和心脏衰竭是许多国家的主要死因，因此，持续监测心脏健康的需求日益增长。电极-组织阻抗测量在这一领域扮演着关键角色，尤其是在心电图记录中。电极-组织阻抗（ETI）监测能够提供有关电极与皮肤接触质量的信息，这对于检测和分析ECG信号至关重要。当患者移动或有外部干扰时，这些信息可以帮助识别并消除由于运动伪影导致的错误ECG信号。 本文介绍的系统引入了一种基于时间基处理和压缩采样技术的模数转换器（ADC），这大大降低了系统的能耗，提高了生物医学应用的效率。传统的ADC可能消耗大量能量，不适合长时间、便携式的心脏监测设备。通过采用压缩采样，可以在降低数据采集率的同时保持足够的信号质量，从而实现更节能的设计。 压缩采样，也称为压缩感知（Compressive Sensing, CS），是一种信号处理理论，它表明，如果信号是稀疏的（即，在某种域内只有少数非零成分），则可以用远低于奈奎斯特定理所规定的速率进行采样，仍能恢复原始信号。在本系统中，这种技术被用于减少ADC的转换速率，同时保持对ETI的准确测量。 除了压缩采样，系统还采用了仪表放大器，这是一种专为生物医学信号测量设计的高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，它可以有效地放大弱信号，并减少信号在传输过程中的失真。这种放大器对于从皮肤电极获取微弱的生物电信号尤其有用。 关键词包括：心电图（ECG）、仪表放大器、运动伪影减小、模数转换、电极-组织阻抗。这些关键词揭示了论文的核心技术和关注点，涵盖了信号处理、硬件设计以及生物医学工程的多个方面。 总体来说，这篇论文贡献了一种创新的低功耗ETI测量方法，它将压缩采样和时间基ADC集成到ECG监测系统中，旨在提高系统的能源效率和测量准确性，对于移动和远程心脏健康监控具有重要意义。这样的系统有可能推动便携式ECG设备的发展，使得患者在日常生活中也能获得可靠的心脏健康监测服务。