基於GD32E230C8T6的指夾式血氧儀方案設計
发布时间：2020/07/26 行业资讯 浏览次数：1179
繼額溫槍、呼吸機等醫療產品之後，血氧儀的需求也出現了爆發式的增長。由於血氧飽和度是人體健康體征的重要診斷指標之壹，可測量血氧飽和度的血氧儀的需求量將短期迎來巨大的需求空間。同時，據市場預測，未來幾年間，醫用血氧監測設備依舊會維持20-30%的增長率。
指夾式血氧儀原理
血氧飽和度(SpO2)即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環的重要生理參數。臨床上，壹般認為SpO2正常值不能低於94%，低於94%以下被認為供氧不足，有學者將SpO2<90%定為低氧血癥的標準。
人體內的血氧含量需要維持在壹定的範圍內才能夠保持人體的健康，血氧不足時會導致註意力不集中、記憶力減退、頭暈目眩、焦慮等癥狀。而如果人體長期缺氧，則會導致心肌衰竭、血壓下降，以致人體無法維持正常的血液循環;更有甚者，長期缺氧會直接損害大腦皮層，造成腦組織的變性和壞死。相對的，如果人體血氧長期過高，則會加速體內細胞老化，以致於人體各個器官提前衰竭，使人體無法維持正常的生理活動。監測血氧能夠幫助預防生理疾病的發生，如果出現缺氧狀況，能夠及時做出補氧決策，減少因血氧導致的生理疾病發生的機率。
目前流行的指夾式光電傳感器測量血氧的方法，測量時，只需將傳感器套在人手指上，然後將采集的信號處理後傳到顯示屏上位機即可觀察到人體血氧飽和度的情況。
血液中氧的含量可以用生理參數血氧飽和度(SpO2)來表示。血氧飽和度(SpO2)是血液中氧合血紅蛋白(HbO2)的容量占所有可結合的血紅蛋白(HbO2+Hb)即氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白容量的百分比，
對同壹種波長的光或者不同波長的光，氧合血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)對光的吸收存在很大的差別，而且在近紅外區域內，他們對光的吸收存在獨特的吸收峰;在血液循環中，動脈中的血液含量會隨著脈搏的跳動而產生變化，即說明光透射過血液的光程也產生了變化，而動脈血對光的吸收量會隨著光程的改變而改變，由此能夠推導出血氧探頭輸出的信號強度隨脈搏波的變化而變化，然後根據朗伯-比爾定律推導出脈搏血氧飽和度。
指夾式血氧儀方案框圖
本解決方案主控MCU使用的是兆易創新的GD32E230C8T6，該芯片基於Arm公司的Cortex®-M23內核，主頻可以達到72MHz，內置8KB SRAM和64KB FLASH，包括諸如ADC、PWM、Timer、GPIO、USART、SPI、EXTI、CMP、SysTick、Watchdog、I2C/I2S等外設。
整個血氧儀通過2節AAA電池供電，內部ADC可以實時監測電池電量;開機和設置參數均通過壹個按鍵完成;蜂鳴器用於開機提示和報警提示;發射管通過PWM驅動;接收管的信號通過ADC采樣;OLED通過SPI接口與主控相連接，用於顯示各種參數和波形信息。
