基于飛思卡爾MC9S08QG4的便攜式自動(dòng)呼吸控制系統

在新生兒中，壓力限制的持續溢流設備和時(shí)間周期呼吸設備使充分的自主呼吸不受任何限制。在學(xué)齡兒童和年齡大于12歲的兒童中，脈搏-溢流呼吸設備被用來(lái)控制體積和壓力。新一代的體積呼吸設備令溢流體積達到20ml，結合了傳感器的作用，呼吸設備能夠周期性的工作，醫生能在2~3千克的嬰兒中使用這一設備。

電路

電路是機械呼吸設備和病人之間的接口。它有三種類(lèi)型：新生兒型（11mm直徑），兒童型（15mm直徑）和成人型（22mm直徑）。一些電路配備可以伺服控制溫度濕度的電熱絲，雖然比較昂貴，但是它能讓兒科病人獲得更舒適的濕度和溫度。

這些設備輕便，靈活，具有安全連接的吸收阻抗和最小的溢流阻抗，并且他們具有標準尺寸(15-22mm)

系統如何工作

自動(dòng)呼吸系統供根據血氧水平反饋來(lái)為嬰兒提的安全可控的呼吸設備。主要性能包括：

接收和處理血氧計發(fā)出的動(dòng)脈血氧飽和度數據的能力
便攜性，可用于偏遠地區
在血氧計和MCU之間通過(guò)串型接口(SCI)通訊的能力
能根據設置的呼吸頻率和壓力的參數提供精確設備控制的步進(jìn)電機
歸功于MCU的作用，我們可以實(shí)現自動(dòng)化呼吸控制系統，重要的數據可以被處理和貯存以確保特定身高和體重病人的合適的呼吸量。程序只需要改變患者的參數，而不用改變系統其他方面的參數。圖1說(shuō)明了自動(dòng)呼吸控制的實(shí)現。

選擇合適的MCU

有很多MCU 可以滿(mǎn)足這個(gè)系統的要求。飛思卡爾的MC9S08QG4(S08QG)設備既可以滿(mǎn)足系統所需要的所有特性，同時(shí)在價(jià)格上也很有優(yōu)勢。該處理器把飛思卡爾S08核的優(yōu)勢延展到了小低引腳數，小封裝的領(lǐng)域。S08QG設備是低功耗的產(chǎn)品，可以在低至1.8V的供電電壓時(shí)對片上閃存進(jìn)行擦寫(xiě)操作，它具有所有S08MCU的標準特性，包括等待模式和多種停止模式，以及強大的模擬外設能力，完全的串行通訊能力，片上溫度傳感器和強大的內存選項。

系統的功能描述

脈搏測氧法是一種非介入技術(shù),它使用光波來(lái)測量病人血液中的氧氣的飽和度。這一過(guò)程采用了一種叫做脈搏血氧定量計的設備，這是一種可攜帶的，低成本的設備，它包括一個(gè)SpO2傳感器和可通訊DB-9接頭。在SpO2Y型傳感器的一端有兩個(gè)發(fā)光二極管(LEDs)，在另一端有一個(gè)光探測器。這個(gè)傳感器通常被連接在指尖，這樣光就能完全穿過(guò)組織到達光探測計。

從LED發(fā)出的光線(xiàn)有兩種波長(cháng)傳播：660nm（紅光）和915nm（紅外光），它們分別對應氧血紅蛋白和總血紅蛋白。探測計捕捉到從LED發(fā)出的光，脈搏血氧定量計處理紅光和紅外光之間吸收率的差異。測量?jì)x內的MCU能測出動(dòng)脈脈搏讀數并計算出氧氣飽和度。

從脈搏血氧計讀出的SpO2值能通過(guò)連接到S08QG的串行接口(SCI)被傳遞到自動(dòng)呼吸系統。該系統使用了標準的串行協(xié)議，它由一種商業(yè)化血氧計的規格所定義。從脈搏血氧計出來(lái)的數據通過(guò)SCI接口被連續傳送到呼吸系統。