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疫情下的热门产品及技术--热成像摄像机与呼吸机

作者:贸泽电子-马玺 发布时间:2020/3/24 来源:电子工程世界 浏览量:183 相关关键词: 疫情 呼吸机 MCU 传感器

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由于本次新型冠状病毒疫情,笔者与多数人一样,天天闭关在家,时刻关注着确诊人数的变动,被广大勇敢的医护及无私国内国际援助所感动。除了疫情相关确诊,疑似,治愈人数数据意外,出于电子行业从业人员的敏感,笔者对媒体多次提到用于防控疫情及相关治疗的一些医疗电子设备及医学名词印象深刻,比如热成像相机,红外测温枪,电子测温计,呼吸机,血氧饱和度,还有据说全国只有400台,极其昂贵的ECMO。

提到红外热像,笔者第一反应就是导弹制导的军用应用,再就是科研以及工业应用,产品质量检测,电力线路检测等等。用于人的面部温度测量是否合适?分辨率如何?由于几乎都是用于人流场景,最小响应时间是否能够满足?

总体上讲,目前的工业用红外成像相机并不是为了测量人体面部温度来设计的,各方面技术数据,算法都没有提到适用人体体温测量。不过在此严重疫情的特殊时期,红外成像摄像机的易于部署,动态响应,数据便于实时记录分析等优越性能,用于发热个体的筛查也不失为一种特殊条件下的一种应急应用。

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带着对其他医疗电子产品的原理,主流解决方案,核心器件供商等思考,笔者在贸泽电子官网的应用与技术板块探寻相关内容,在医疗应用板块了解了很多应用方案,其内容从简单便宜的电子体温计到复杂昂贵的MRI核磁共振都有所涉及,其中更有最近看到听到无数次的呼吸机。笔者深刻感受到贸泽电子官网除了电子采购交易功能以外,其实对广大电子行业从业人员,电子爱好者和大学生而言,是一个很好的学习的宝库。

下面内容记录了笔者从一个完全不了解呼吸机(CPAP Machine)技术解决方案,到明白其技术原理,关键技术,核心产品供应商等等信息的过程。在呼吸机应用技术介绍板块,一张图非常详细了介绍了呼吸机的电路部分。

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  从上图我们可以了解到呼吸机的基本功能框图,学过工业控制课程的读者,第一反应大概是这就是一个工控系统,三大工控参数齐全--温度、压力、流量。再加上湿度。简单来讲,整个过程就是:

1.     以气体输送为控制对象。

2.     通过一系列传感器感知压力,流量,温度,湿度。

3.     传感器输出的模拟信号经过数据采集系统后送入计算机(MCU/MPU)。

4.     计算机根据采集的传感器数据,实时调整风机的输出以保证面罩内产生合适的正向气压,使得呼吸功能障者避免窒息的危险。

       医疗设备对系统可靠性要求是非常高的,呼吸机这种直接关乎性命的系统一定对硬件有极高的要求。MCU是整个系统的大脑,除了最基本的良好的抗干扰性能,实时处理能力,支持高可靠系统运行的高级硬件资源以外,用于马达控制的算法需要过硬的浮点运算能力。也就是说除了传统MCU擅长的逻辑处理能力以外,还要求有数字信号处理DSP的能力,可以视为传统MCU与DSP的集合体。另外,智能化与高清显示技术的普及,传统医疗设备也融合了消费电子产品所普及的各种无线传输通道,高速接口,以及大尺寸LCD显示,这些都对MCU所集成的外设提出了相当高的要求。

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