Cardiovascular diseases (CVDs) have been listed among the most deadly diseases worldwide. Many CVDs are likely to manifest their symptoms some time prior to the onset of any adverse or catastrophic events, and early detection of cardiac abnormalities is incredibly important. However, traditional electrocardiography (ECG) monitoring systems face challenges with respect to their scalability and affordability as they require direct body contact and cumbersome equipment. As a step forward from the large-scale direct-contact ECG monitoring devices, which are inconvenient for the user in terms of wearability and portability, in this research, we present a small-sized, non-contact, real-time recording system for mobile long-term monitoring of ECG signals. The device mainly comprises three non-contact electrodes to sense the bio-potential signal, an AD8233 AFE IC to extract the ECG signal, and a CC2650 MCU to read, filter, and transmit them. The device is powered by a 2000 mAh lithium-ion battery with isolation between digital and analog powers on the board using two low-dropout regulators (LDOs). The board’s dimension is 8.56 cm × 5.4 cm, the size of a credit card, making it optimal to be worn in a shirt chest pocket. In spite of its small form factor, the device still manages to achieve a continuous measurement battery life of over 16 h, total harmonic distortion below −30 dB across the interested frequency range, an input-referred noise as low as 1.46 µV for contacted cases and 5.15 µV for non-contact cases through cotton, and clear ECG recording for both contact and non-contact sensing, all at a cost around USD 50.

中文翻译：

---

非接触式紧凑型便携式心电监护系统

心血管疾病 (CVD) 已被列为全球最致命的疾病之一。许多 CVD 可能会在任何不利或灾难性事件发生之前的某个时间表现出症状，并且早期发现心脏异常非常重要。然而，传统的心电图 (ECG) 监测系统在可扩展性和可负担性方面面临挑战，因为它们需要直接的身体接触和笨重的设备。作为对用户在佩戴性和便携性方面不方便的大型直接接触式心电监护设备的进步，在本研究中，我们提出了一种小型、非接触式、实时记录系统，用于移动长期监测心电信号。该装置主要包括三个非接触电极，用于感应生物电位信号，一个 AD8233 AFE IC 用于提取 ECG 信号，一个 CC2650 MCU 用于读取、过滤和传输它们。该器件由 2000 mAh 锂离子电池供电，电路板上使用两个低压差稳压器 (LDO) 隔离数字和模拟电源。该板的尺寸为 8.56 厘米 × 5.4 厘米，信用卡大小，最适合放在衬衫胸袋中。尽管外形小巧，该设备仍然设法实现超过 16 小时的连续测量电池寿命，在感兴趣的频率范围内总谐波失真低于 -30 dB，对于接触情况，输入参考噪声低至 1.46 µV和 5.15 µV 用于非接触式病例通过棉花，以及用于接触和非接触式传感的清晰 ECG 记录，所有成本约为 50 美元。并传输它们。该器件由 2000 mAh 锂离子电池供电，电路板上使用两个低压差稳压器 (LDO) 隔离数字和模拟电源。该板的尺寸为 8.56 厘米 × 5.4 厘米，信用卡大小，最适合放在衬衫胸袋中。尽管外形小巧，该设备仍然设法实现超过 16 小时的连续测量电池寿命，在感兴趣的频率范围内总谐波失真低于 -30 dB，对于接触情况，输入参考噪声低至 1.46 µV和 5.15 µV 用于非接触式病例通过棉花，以及用于接触和非接触式传感的清晰 ECG 记录，所有成本约为 50 美元。并传输它们。该器件由 2000 mAh 锂离子电池供电，电路板上使用两个低压差稳压器 (LDO) 隔离数字和模拟电源。该板的尺寸为 8.56 厘米 × 5.4 厘米，信用卡大小，最适合放在衬衫胸袋中。尽管外形小巧，该设备仍然设法实现超过 16 小时的连续测量电池寿命，在感兴趣的频率范围内总谐波失真低于 -30 dB，对于接触情况，输入参考噪声低至 1.46 µV和 5.15 µV 用于非接触式病例通过棉花，以及用于接触和非接触式传感的清晰 ECG 记录，所有成本约为 50 美元。该器件由 2000 mAh 锂离子电池供电，电路板上使用两个低压差稳压器 (LDO) 隔离数字和模拟电源。该板的尺寸为 8.56 厘米 × 5.4 厘米，信用卡大小，最适合放在衬衫胸袋中。尽管外形小巧，该设备仍然设法实现超过 16 小时的连续测量电池寿命，在感兴趣的频率范围内总谐波失真低于 -30 dB，对于接触情况，输入参考噪声低至 1.46 µV和 5.15 µV 用于非接触式病例通过棉花，以及用于接触和非接触式传感的清晰 ECG 记录，所有成本约为 50 美元。该器件由 2000 mAh 锂离子电池供电，电路板上使用两个低压差稳压器 (LDO) 隔离数字和模拟电源。该板的尺寸为 8.56 厘米 × 5.4 厘米，信用卡大小，最适合放在衬衫胸袋中。尽管外形小巧，该设备仍然设法实现超过 16 小时的连续测量电池寿命，在感兴趣的频率范围内总谐波失真低于 -30 dB，对于接触情况，输入参考噪声低至 1.46 µV和 5.15 µV 用于非接触式病例通过棉花，以及用于接触和非接触式传感的清晰 ECG 记录，所有成本约为 50 美元。