在醫療設備領域，心電監測設備的性能提升依賴于主芯片與存儲的協同工作，以及合理的 PCBA設計。米客方德將深入探討Nordic nRF52832、TI MSP430FG4616、STM32F103C8T6、NXP LPC4337JBD144E這幾款主芯片分別與對應存儲芯片SD NAND（貼片式SD卡、貼片式TF卡）的組合優勢，以及相關電路、PCBA 設計方案要點。

一、芯片與存儲組合優勢

（一）Nordic nRF52832搭配MKDV2GIL - AST

Nordic nRF52832集成 64MHz的 32位 Arm?Cortex?M4處理器，運算能力強。MKDV2GIL-AST 2Gb SLC SD NAND存儲芯片在低功耗、數據存儲可靠上表現出色。二者結合，在無線傳輸心電數據時，nRF52832 能快速處理采集到的心電信號，MKDV2GIL-AST 可高效存儲數據。例如在可穿戴心電監測設備中，能實現長時間穩定存儲，且憑借 nRF52832的藍牙 5.3 多協議通信能力，方便與其他設備交互數據。

（二）TI MSP430FG4616搭配MKDV8GIL-AST

MSP430FG4616單片機與模數轉換器ADS1258+INA326精密儀表放大器+OPA2335+AT29LV1024 +MKDV8GIL-AST 8Gbit SLC SD NAND存儲實現心電圖機系統的設計方案。

TI MSP430FG4616具有 92KB閃存、4KB SRAM、12位ADC、雙通道 DAC、DMA、3個運算放大器和160段LCD的8MHz 16bit MCU。以超低功耗著稱，適合對續航要求高的心電監測設備。MKDV8GIL-AST 8Gb SD NAND低功耗、存儲容量較大且讀寫速度快。在長時間連續心電監測場景下，MSP430FG4616可降低設備功耗，延長電池使用時間，MKDV8GIL-AST則確保大量心電數據的快速可靠存儲與讀取，為后續分析提供數據支持。

（三）STM32F103C8T6搭配MKDV32GCL-STPA

STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3內核STM32系列的32位的微控制器，程序存儲器容量是64KB，需要電壓2V~3.6V。是經典的低功耗 32位 MCU，具有較高性價比，能滿足基本數據處理需求，MKDV32GCL-STPA低功耗、高速讀寫、SMART穩定性好特性，高容量可保障數據存儲安全可靠，且成本相對較低，適合大規模生產。

1. NXP LPC4337JBD144E搭配MKDV64GCL-STPA

?NXP LPC4337JBD144E是一款基于ARM Cortex-M4和ARM Cortex-M0的雙核32位微控制器，適用于嵌入式應用?。該芯片的最大特點是其高性能和低功耗特性，適合需要高處理能力和長時間運行的設備。主頻可達204MHz?，?存儲容量?：具有1MB的閃存和136kB的SRAM，?接口?：支持Ethernet、兩個USB接口、LCD接口等。

應用領域：

LPC4337JBD144E適用于多種嵌入式應用：

?工業控制?：用于工業自動化和控制系統。

?醫療設備?：適用于需要高精度計時的醫療設備。

?智能家居?：用于智能家居控制系統。

?汽車電子?：適用于汽車電子控制系統，如車載信息系統。處理能力強大，擁有豐富的外設資源。MKDV64GCL-STPA 具有低功耗、高速讀寫、SMART特性，存儲容量大。在高端心電監測設備中，LPC4337JBD144E 可處理復雜的心電算法，MKDV64GCL-STPA能滿足長時間、高分辨率心電數據的存儲需求，提升設備整體性能。

（五）Nordic nRF52832搭配Sandisk閃迪、米客方德、Kioxia鎧俠 micro SD卡

Nordic nRF52832的高速數據處理能力與這幾款知名品牌的 micro SD卡相結合，能在不同應用場景發揮優勢。Sandisk 閃迪的 micro SD卡穩定性高，在工業級心電監測設備中，可確保數據可靠存儲；米客方德的產品性價比突出，適合心電貼等設備；Kioxia 鎧俠的 micro SD卡讀寫速度快，有助于快速傳輸大量心電數據，滿足對數據處理實時性要求高的場景。

（六）TI MSP430FG4616搭配三星、米客方德、金士頓 micro SD卡

TI MSP430FG4616的低功耗特性與這幾款 micro SD卡搭配，能優化設備的整體性能。對于便攜式心電監測設備，三星的產品可提供穩定存儲；米客方德的卡性價比高；金士頓的高速讀寫能力可在設備喚醒時快速傳輸數據，同時結合 MSP430FG4616的低功耗優勢，延長設備續航。

二、PCBA設計方案要點

（一）電源管理設計

心電監測設備通常使用電池供電，PCBA設計需優化電源管理電路。對于低功耗芯片如 TI MSP430FG4616，要設計高效的降壓、穩壓電路，確保芯片穩定工作的同時降低功耗?？刹捎?DC - DC轉換器提高電源轉換效率，減少能量損耗。例如，在設計使用 Nordic nRF52832的設備時，根據其工作電壓范圍，合理選擇電源芯片，并設計儲能電容，保證在芯片高負載運行時，如數據傳輸瞬間，能提供穩定的電源。

（二）存儲電路設計

對于 SD NAND存儲芯片，要確保其與主芯片的通信接口匹配，如 SPI 接口的時鐘頻率、數據傳輸時序等參數設置正確。在設計 NXP LPC4337JBD144E與 MKDV64GCL-STPA的存儲電路時，需考慮芯片的高速數據傳輸需求，優化 PCB 布線，減少信號傳輸延遲和反射，保證數據存儲和讀取的準確性。

（三）信號處理與抗干擾設計

心電信號微弱，易受干擾。PCBA 設計中，模擬信號處理部分要與數字信號處理部分隔離，減少數字信號對模擬心電信號的干擾。采用多層 PCB 板，合理布局地線，增加屏蔽層。比如，在設計主芯片的心電監測設備時，將采集心電信號的前端模擬電路部分與后端數字處理電路部分通過地層和電源層進行隔離，同時對關鍵信號線進行包地處理，提高信號傳輸的穩定性。以下是SD NAND貼片式T卡設計時Layout參考設計：

（四）拋棄式心電貼

目前市場上著名的拋棄式心電貼，通常采用紐扣電池供電，設計為一次性使用（用完后直接丟棄），主要用于短期心臟監測。以下是具體品牌、產品及技術細節：

1. 完全拋棄式心電貼（含紐扣電池）

1. Cardiac Science MySense Heart（美國）

核心產品：

MySense Heart：FDA認證的一次性Holter監測設備，采用紐扣電池供電，可連續監測72小時，支持遠程數據傳輸。

技術特點：

超薄貼片設計（厚度僅3mm），防水等級IPX7，支持日常活動。

內置AI算法自動檢測房顫、室速等異常心律，數據通過藍牙傳輸至醫生端。

適用場景：

門診患者心律失常篩查（如房顫初篩）。

術后短期監護（如心臟射頻消融術后）。

2. ECG247（App Sens）（德國）

核心產品：

ECG247 Single Pack：醫療認證的無線心電貼，傳感器可重復使用，但電極貼片為一次性（含紐扣電池CR-2032）。

技術特點：

電極貼片集成傳感器和電池，使用后直接丟棄，傳感器可重復使用5次以上。

支持7天連續監測，數據通過App實時同步至云端。

適用場景：

居家健康監測（如長新冠患者心率異常追蹤）。

運動醫學研究（如馬拉松選手賽前心臟負荷評估）。

二、接近需求的一次性產品（非紐扣電池）

1. iRhythm ZIO Patch（美國）

核心產品：

ZIO XT/ZIO AT：FDA認證的一次性心電貼，無需電池（通過皮膚傳導供電），支持14天連續監測。

技術特點：

柔性貼片設計，重量僅6克，防水等級IPX7。

數據通過藍牙傳輸至云端，AI自動生成報告，醫生可遠程解讀。

適用場景：

復雜心律失常診斷（如陣發性室上速）。

臨床試驗數據采集（如新藥心臟安全性評估）。

2. Wellysis S-Patch EX（韓國）

核心產品：

S-Patch EX：FDA認證的超輕心電貼（9克），使用可更換紐扣電池（CR-2032），支持72小時監測。

技術特點：

可重復使用（需更換電極和電池），但部分用戶選擇一次性使用。

適用場景：

居家健康管理（如高血壓患者心率監測）。

（五）SD卡 SMART功能（自我監測、分析和報告技術）

SD卡 SMART功能是一種自我監測、分析和報告技術（Self - Monitoring, Analysis and Reporting Technology），最初是為傳統硬盤驅動器開發的，現在也應用于 SD卡等存儲設備。實時監控：SD SMART功能可以在 SD卡使用過程中持續監控其性能和健康狀況。動態監測和反饋Flash狀態信息，如總寫入數據量、壞塊數、使用壽命、正常/異常掉電次數等，便于用戶修正Bug，對系統做OTA升級和后續產品迭代。它能實時提供有關卡的多個關鍵因素的信息，通過這種實時監控，可以及時發現潛在問題或磨損跡象，以便采取預防措施，避免出現嚴重問題。

（六）心電貼的核心工作原理

在現代醫療科技的不斷發展中，心電貼作為一種小型化、可穿戴的心電監測設備，正逐漸走進大眾視野，成為守護心臟健康的得力助手。下面就為大家詳細介紹一下心電貼的工作原理和產品特點。

心電貼的核心工作原理基于對生物電信號的精準檢測。人體心臟跳動是一個復雜而有序的過程，每次跳動時，心肌細胞會經歷去極化和復極化，這一過程會產生生物電活動。這些生物電就像心臟的 “電信號密碼”，它們通過人體組織傳導到體表，在體表不同部位之間形成極其微弱的電位差，通常僅在毫伏（mV）級別。

心電貼配備了多個精心設計的電極，這些電極就像敏銳的 “信號捕捉器”，與皮膚緊密貼合，能夠精準地捕捉到體表的微弱電位變化，并將其轉化為電信號。然而，這些初始電信號十分微弱，還夾雜著各種干擾 “噪音”，無法直接用于分析。因此，它們首先會進入心電貼內部的信號放大電路。這個放大電路如同一個信號 “放大器”，能將微弱的電信號放大到合適的強度，以便后續處理。

經過放大的信號緊接著會通過濾波電路。濾波電路就像是一個精細的 “濾網”，專門去除信號中包含的各種噪聲干擾，比如常見的工頻干擾（50Hz或 60Hz）以及肌電干擾等。經過這層 “濾網”過濾后，心電信號變得更加純凈，為后續準確分析奠定了基礎。

經過放大和濾波處理后的心電信號，還需要進行數字化轉換，變成數字信號，才能被進一步處理和存儲。此時，心電貼內部的微處理器就開始發揮關鍵作用。微處理器如同一個智能 “分析師”，它運用特定的算法，能夠精準識別出心電信號中的特征點，像 P波、QRS波群、T波等，進而計算出心率、心律等重要參數，為評估心臟健康狀況提供關鍵數據。

心電貼最大的特點之一就是小巧輕薄，重量極輕，幾乎不會給用戶帶來任何負擔。它可以輕松粘貼在胸部等部位，就像一個隱形的 “守護者”。無論是日常工作、睡眠，還是運動健身，用戶都能無感佩戴，隨時隨地進行心電監測，真正做到了將專業的醫療監測融入日常生活。

與傳統心電圖機只能進行短時間靜態記錄不同，心電貼具備長時間連續監測的強大功能。它可以持續記錄數天甚至數周的心電數據，就像一位不知疲倦的 “健康衛士”，時刻關注著心臟的動態。這種長時間的監測對于捕捉偶發性的心律失常等心臟問題尤為重要，大大提高了疾病的檢出率，讓心臟問題無處遁形。