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基于超低功RF收发器植入式医疗设备通信系统设计(图)
2007/8/28/09:06  来源:电子系统设计  作者:Peter D. Bradley
 

    采用多相IF滤波器抑制镜像频率和邻近信道干扰,限制噪声带宽。多相滤波器之后接限制器和一接收器信号强度指示器(RSSI)模块。RSSI测量由一个5位ADC转换,可以通过工业标准SPI接口读取。这对MICS无干扰信道评估程序有利。注意,首先必须通过MICS标准定义的一种无干扰信道评估程序,用一外部仪器确定一个合适的可用信道。

植入式医疗设备通信系统设计

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    为此,还开发了一种为高可靠性医疗应用定制的专用协议由MAC处理,包括下列主要特征:

    (1)采用Reed-Solomon前向误差校正(FEC)和周期冗余码(CRC)误差检测技术进行误差校正和检测。假设原无线电BER为10-3,则FEC和CRC之后的有效BER优于1.5×10-10。

    (2)故障情况下数据块能够自动再传输,并实现了流程控制以避免缓冲溢出。

    (3)能够发送MICS紧急命令和高优先级信息。

    (4)能处理链路看门狗,确保在通信没有成功5秒之后断开链路。

    (5)提供链路质量诊断和自动校准控制。

植入式医疗设备通信系统设计

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    超低功率唤醒接收器

    由于储存电池能量最重要,所以大多数植入应用都很少使用MICSRF链路。在极低功率应用中,大部分时间内,收发器处于一种电流极低的休眠状态。除了在发送紧急命令外,采用MICS频带的系统必须在无干扰信道评估程序之后,等待基站启动通讯。植入收发器应该周期性查询基站是否要进行通讯。

    唤醒系统采用一种工作在2.45GHzSRD频带的超低功率RF接收器,检测并解码一种专用数据包,该数据包由基站发射,然后接通芯片其余电源。芯片也可以由引脚控制直接启动,如基站启动、植入设备发送紧急命令或者采用选择性唤醒系统的植入设备就需要这种方式。

    本文小结

    超低功率无线技术对许多植入医疗设备很关键,包括起搏器、除颤器、神经刺激器、药物灌注系统、诊断传感器和迅速增长的植入式糖尿病监测器。然而,随着植入通讯系统发展为支持高级诊断和治疗,无线性能对植入医疗设备的电池寿命不产生影响很关键。

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