基于飞思卡尔MC9S08QG4的便携式自动呼吸控制系统

自动呼吸控制

介绍

这篇文章介绍了一个便携式自动呼吸控制系统的设计，它也能处理从一个脉动血氧计中获得的动脉氧气饱和度的(SpO2)数据。这个系统在飞思卡尔的8位MC9S08QG4微型处理器(MCU)的基础上构造起来。它被设计为一个便携式的，作为人工脉搏血氧和呼吸监测和控制的自动化替代产品，它在手术中需要较少的人员干预。它特别能在婴儿手术中被使用。

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概述

所有的组织都通过血管来供氧，以帮助组织生长和修补组织损伤。通常身体依靠红细胞中血红蛋白的化学特性，通过自身调节，在细胞外液体中保持一定的氧气浓度。

然而，对多数外科手术而言，医生们必须引入一定量的麻醉剂，同时这种麻醉剂也抑制了肌肉。这就会使病人的呼吸减弱，当伴随着手术中血液的损失时，会使病人供氧不足，这使得病人身体中缺乏足够的氧气。这就是为何医生们必须使用麻醉呼吸机和一个测量血液中氧气饱和度的仪器（脉动血氧定量计）来调节实际手术中的麻醉剂和氧气的混合比例。

传统的机械式呼吸设备，有一个外部设备被直接连接到病人通过人工方式进呼吸气体的交换。机械呼吸设备被用来维持足够的气体交换，尤其是在呼吸频率减小并且心肌能力减弱的时候。它能被用来在呼吸机能减弱的时候获得足够的肺扩张，它也能使麻醉镇静剂和肌肉放松类药物正确结合，以稳定胸壁。

呼吸机可以分为五类，这取决于吸入气体的过程是怎样终止的：

压力周期呼吸设备：当设定的压力达到时，中止吸入气体
体积周期呼吸设备：当设定的体积达到时，中止吸入气体
时间周期呼吸设备：吸气和呼气被程序化，类似于气焊助焊剂的工作方式
溢流周期呼吸设备：当吸入的溢流低于一个预定水平时，中止吸入气体中止
混合呼吸设备：被最广泛使用；结合了其它设备的特性
内科医生能够设置血氧容量的限制，当血氧饱和度过低时，呼吸设备可以从手动模式转换到自动模式，帮助病人可以获得足够的血氧饱和度。当血氧达到正常的水平时，系统就退出自动模式。

如何为儿科病人选择合适的呼吸设备

新生儿具有一个较高的新陈代谢水平，这使氧气的消耗增加（5-8ml/kg）。体重少于1600克和怀孕周期小于37周的早产儿患有视网膜发育不全的风险很高，这是由于高压氧气传送导致的氧气中毒和肺部发育不良引起。自动呼吸系统在这些病例中起到至关重要的作用，它保证了新生儿不会接收100%氧气浓度的空气。