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一种基于单片机的心肺复苏系统设计

2012年01月04日 ?? 收藏0
1 引言

众所周知,在几分钟内及时抢救危重急症、意外伤害导致的突发濒死病人,具有重要意义。采用传统的人工呼吸和胸外按压方法,常常由于按压部位不准、用力方法不对、按压深度掌握不好、按压频率不规律等因素,难以达到理想的效果,甚至造成骨折、气胸、血胸等严重的并发症,同时口对口进行人工呼吸也有可能在病人与救护者间传染疾病。因此,有必要研制抢救迅速、定位准确、按压适度的便携式智能型心肺复苏机。其及时性和准确性可以显著提高救治效果,较好地解决徒手心肺复苏存在的问题。目前国内应用最为广泛的是美国Michigan Instruments 公司的“萨勃”心肺复苏机,国内市场仍然没有国产的便携式心肺复苏机。本文介绍的就是一种以Cygnal单片机为控制核心的便携式智能心肺复苏系统。

2 单片机心肺复苏系统的组成

系统的结构图为:

系统的结构图

图中1为通气导管,2开启阀,3储气瓶,4调压阀,5电磁阀,6压力传感器,7单片机控制器,8电磁阀, 9气缸,10活塞,11弹簧,12压头,13电磁阀,14电磁阀。

系统工作流程如下:

1、通过触摸屏,设定单片机参数:按压压力、按压频率;

2、开启阀2打开,储气瓶3充气;

3、调压阀4、电磁阀5打开,气缸9开始充气按压;

4、压力传感器6检测气缸压力到否?不到,则继续充气;

5、压力传感器6检测气缸压力达到预设时,电磁阀5关闭,电磁阀8打开;

6、气缸9排气,然后转步骤3循环;

为达到便携的目的,系统采用高压氧气作为动力。采用双气缸,一个为储气瓶,另一个气缸里装有活塞,通过气体推动活塞来按压胸部。由于活塞下装有弹簧,所以按压深度和按压压力相适应,深度越深,压力越大。气缸内压力达到预设时,打开电磁阀排气,由此可控制按压的压力大小。调压阀由步进电机控制其动作,可调节给气缸充气的气体压力,经调压阀减压后气体的压力大,则装有活塞的气缸充气快,反之则慢。由此可控制按压的频率。气缸在50mm的位移处有一档板,阻止活塞下移,从而使气缸壁分担一部分力。按压最大深度为50mm,可有效防止按压深度过深,造成肋骨骨折。

通过电磁阀8排出去的氧气,根据5:1的按压呼吸比[5],通过打开和关闭电磁阀13和电磁阀14的时间来控制。电磁阀13的打开,电磁阀14的关闭,气管给人通气,其潮气量可用外接气囊来控制。电磁阀13的关闭,电磁阀14的打开时,氧气排放出至大气中。

3 单片机控制系统的硬件设计

本系统拟采用美国CYGNAL公司的C8051F020单片机。

单片机控制系统的硬件设计

单片机系统结构部分电路图
图3 单片机系统结构部分电路图


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传感器? 单片机? 继电保护?

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