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2020年初，新冠病毒肆虐中國大地。在目前沒有特效藥的前提下，呼吸機和熱成像攝影機在新冠肺炎治療中意義重大。當(dāng)新冠肺炎病毒導(dǎo)致肺功能受到明顯損害，這時候有呼吸機支持，追加氧氣提供，對病人治療意義很大。貿(mào)澤電子也積極參與到此次疫情防控戰(zhàn)“疫”中。不僅積極備貨，還加大了應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備上常用的電子元器件的備貨同時還積極推出了適應(yīng)于呼吸機的醫(yī)療設(shè)備解決方案，幫助國內(nèi)醫(yī)療設(shè)備廠商復(fù)產(chǎn)提升產(chǎn)能。本文主要介紹了貿(mào)澤電子在CPAP呼吸機上的產(chǎn)品應(yīng)用、推薦列表以及相關(guān)設(shè)備的解析圖。 由于本次新型冠狀病毒疫情，筆者與多數(shù)人一樣，天天閉關(guān)在家，時刻關(guān)注著確診人數(shù)的變動，被廣大勇敢的醫(yī)護及無私國內(nèi)國際援助所感動。除了疫情相關(guān)確診，疑似，治愈人數(shù)數(shù)據(jù)意外，出于電子行業(yè)從業(yè)人員的敏感，筆者對媒體多次提到用于防控疫情及相關(guān)治療的一些醫(yī)療電子設(shè)備及醫(yī)學(xué)名詞印象深刻，比如熱成像相機，紅外測溫槍，電子測溫計，呼吸機，血氧飽和度，還有據(jù)說全國只有400臺，極其昂貴的ECMO。 提到紅外熱像，筆者第一反應(yīng)就是導(dǎo)彈制導(dǎo)的軍用應(yīng)用，再就是科研以及工業(yè)應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量檢測，電力線路檢測等等。用于人的面部溫度測量是否合適？分辨率如何？由于幾乎都是用于人流場景，最小響應(yīng)時間是否能夠滿足？ 帶著種種疑問，我打開了貿(mào)澤電子官網(wǎng)，在產(chǎn)品類別測試與測量--熱成像攝像機找到了相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)手冊，查閱了各種熱成像攝像機的技術(shù)手冊，測溫范圍大體都上達幾百乃至上千度，分辨率也在大體在3攝氏度左右，并且各廠商在技術(shù)手冊上所列目標(biāo)應(yīng)用都是工業(yè)相關(guān)，沒有發(fā)現(xiàn)用于人體發(fā)熱檢測的應(yīng)用。 總體上講，目前的工業(yè)用紅外成像相機并不是為了測量人體面部溫度來設(shè)計的，各方面技術(shù)數(shù)據(jù)，算法都沒有提到適用人體體溫測量。不過在此嚴(yán)重疫情的特殊時期，紅外成像攝像機的易于部署，動態(tài)響應(yīng)，數(shù)據(jù)便于實時記錄分析等優(yōu)越性能，用于發(fā)熱個體的篩查也不失為一種特殊條件下的一種應(yīng)急應(yīng)用。 
圖1：貿(mào)澤電子在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用（來源：貿(mào)澤電子） 帶著對其他醫(yī)療電子產(chǎn)品的原理，主流解決方案，核心器件供商等思考，筆者在貿(mào)澤電子官網(wǎng)的應(yīng)用與技術(shù)板塊探尋相關(guān)內(nèi)容，在醫(yī)療應(yīng)用板塊了解了很多應(yīng)用方案，其內(nèi)容從簡單便宜的電子體溫計到復(fù)雜昂貴的MRI核磁共振都有所涉及，其中更有最近看到聽到無數(shù)次的呼吸機。筆者深刻感受到貿(mào)澤電子官網(wǎng)除了電子采購交易功能以外，其實對廣大電子行業(yè)從業(yè)人員，電子愛好者和大學(xué)生而言，是一個很好的學(xué)習(xí)的寶庫。 下面內(nèi)容記錄了筆者從一個完全不了解呼吸機（CPAP Machine）技術(shù)解決方案，到明白其技術(shù)原理，關(guān)鍵技術(shù)，核心產(chǎn)品供應(yīng)商等等信息的過程。在呼吸機應(yīng)用技術(shù)介紹板塊，一張圖非常詳細(xì)了介紹了呼吸機的電路部分。
圖2：CPAP設(shè)備解析框圖（來源：貿(mào)澤電子） 從上圖我們可以了解到呼吸機的基本功能框圖，學(xué)過工業(yè)控制課程的讀者，第一反應(yīng)大概是這就是一個工控系統(tǒng)，三大工控參數(shù)齊全--溫度、壓力、流量。再加上濕度。簡單來講，整個過程就是： 以氣體輸送為控制對象。 通過一系列傳感器感知壓力，流量，溫度，濕度。 傳感器輸出的模擬信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后送入計算機（MCU/MPU）。 計算機根據(jù)采集的傳感器數(shù)據(jù)，實時調(diào)整風(fēng)機的輸出以保證面罩內(nèi)產(chǎn)生合適的正向氣壓，使得呼吸功能障者避免窒息的危險。 醫(yī)療設(shè)備對系統(tǒng)可靠性要求是非常高的，呼吸機這種直接關(guān)乎性命的系統(tǒng)一定對硬件有極高的要求。MCU是整個系統(tǒng)的大腦，除了最基本的良好的抗干擾性能，實時處理能力，支持高可靠系統(tǒng)運行的高級硬件資源以外，用于馬達控制的算法需要過硬的浮點運算能力。也就是說除了傳統(tǒng)MCU擅長的邏輯處理能力以外，還要求有數(shù)字信號處理DSP的能力，可以視為傳統(tǒng)MCU與DSP的集合體。另外，智能化與高清顯示技術(shù)的普及，傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備也融合了消費電子產(chǎn)品所普及的各種無線傳輸通道，高速接口，以及大尺寸LCD顯示，這些都對MCU所集成的外設(shè)提出了相當(dāng)高的要求。 針對不同的呼吸機方案，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上推薦了多達1300多顆MCU料號,均來自一線明星供應(yīng)商，有Texas Instruments、Microchip Technology、NXP Semiconductors、Renesas Electronics、Infineon Technologies等。筆者還發(fā)現(xiàn)貿(mào)澤電子官網(wǎng)具有無比強大的數(shù)據(jù)表查閱功能，無需下載即可在線快速閱覽各不同廠家的芯片數(shù)據(jù)手冊，這對于項目料號選型工作而言，簡直就是“神器”。
圖3： CPAP設(shè)備嵌入式控制器篩選項（來源：貿(mào)澤電子） 我們再來看看系統(tǒng)的“神經(jīng)元”傳感器，這些溫度、壓力、流量和濕度傳感器不光要保證輸出的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、穩(wěn)定。還要有合適的接口及封裝，以及能夠通過醫(yī)療行業(yè)相關(guān)的質(zhì)量認(rèn)證。以上要求就決定了，在傳感器產(chǎn)品線紛繁蕪雜的今天，想要找到能夠用于呼吸機的傳感器，一定是非常困難的。以上情況下，貿(mào)澤電子作為海量產(chǎn)品線代理商的價值就體現(xiàn)了出來，面向呼吸機應(yīng)用，仍然能夠推薦數(shù)十種來自Amphenol Advanced Sensors、Bourns、Honeywell等知名品牌的溫度、壓力、濕度和流量傳感器，產(chǎn)品系列覆蓋了數(shù)字輸出、模擬輸出、貼片安裝和直插安裝等不同類型。
圖4：CPAP設(shè)備應(yīng)用的傳感器篩選項（來源：貿(mào)澤電子） 除了單純物料產(chǎn)品資料，應(yīng)用與技術(shù)板塊還匯總了業(yè)內(nèi)一流原廠呼吸機解決方案相關(guān)應(yīng)用筆記，這些內(nèi)容對于想要開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工程師，創(chuàng)客，以及采購人員也是非常有價值的。 文章來源：貿(mào)澤電子 作者簡介：馬璽，多年來深耕半導(dǎo)體產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)及市場營銷。曾任職于梅特勒-托利多研發(fā)工程師，富士通半導(dǎo)體產(chǎn)品工程師，貿(mào)澤電子技術(shù)營銷產(chǎn)品經(jīng)理等職位。具有10多年國際知名企業(yè)電子半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)及技術(shù)營銷專業(yè)背景，熟悉嵌入式系統(tǒng)、微控制器，存儲器及無線領(lǐng)域相關(guān)的市場與技術(shù)。 |
