疫情解封的后疫情時代，在應(yīng)對新冠感染的特殊時期，血氧儀被掀起又一次購買風(fēng)暴。因為血氧儀是新冠臨床診斷的方法之一，血氧持續(xù)低于95，很大可能肺部有炎癥，《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第八版)》更是指出：血氧飽和度是判斷重癥病例的關(guān)鍵條件之一，靜息狀態(tài)下吸空氣時血氧飽和度≤93%，判斷為重型。

指夾血氧儀原理是通過檢測血液對不同波長光的吸收量, 測量氧合血紅蛋白（HbO2）和脫氧血紅蛋白（Hb）的百分比，從而計算血氧飽和度（SpO2）。由于血液中的血紅細(xì)胞，其中含氧血紅蛋白和還原血紅蛋白這兩種血紅蛋白對紅光和紅外線由不同的吸收能力。還原血紅蛋白吸收的紅光較多，紅外線較少。而含氧血紅蛋白則相反，它吸收的紅光較少，紅外線較多。通過在指甲式血氧儀的同一位置設(shè)置紅光LED和紅外線LED燈，當(dāng)光線從手指的一面穿透到另一面，被光敏二極管接受后，可產(chǎn)生對應(yīng)比例的電壓。經(jīng)過單片機處理，將輸出結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。

指夾血氧儀外觀圖

指夾血氧儀靜止?fàn)顟B(tài)為黑色息屏狀態(tài)，外觀為長方體，與其他市面上的血氧儀無異。在放入手指時，可以看到中間數(shù)字部分跟下方波浪部分均顯示為直線，過了約3秒后，中間直線部分開始先顯示數(shù)值，左側(cè)為血氧飽和度，右側(cè)為心率，最下方黃線直線也逐漸顯示為波動的波浪線，為脈搏波形。PI值灌注度可達(dá)0.3，可達(dá)二類醫(yī)療器械認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

首先，用螺絲刀撬開了指甲式脈搏血氧儀轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)處的卡口，將指夾式脈搏血氧儀一分為二，顯示板上蓋與電池倉部分。 

在顯示屏背面是電池蓋，在電池倉里面是兩節(jié)5號得力無汞堿性電池  1.5V

接著稍微用力打開頂部的外殼，可以看到里面是有OLED顯示屏以及控制板的序列號。

隨后再拆開卡著控制板的卡扣，掰開連線，控制板便可卸下；特寫一下控制板背面；元器件1 紅外光接收傳感器，具體參數(shù)未標(biāo)識。

控制板正面

紅圈里的元器件2是GS358是運放放大器芯片，元器件3是核心主控MCU航順芯片的 HK32F030MF4P6。其余的還有三極管主要做電流放大與開關(guān)作用、電源管理類的芯片、電感等、主要是做電源穩(wěn)壓一些輔助器件。

• 內(nèi)核 Cortex-M0   工作主頻 32MHz

• 16KB Flash ROM、4KB  SRAM

• 支持USART、SPI、IIC、ADC等

• 支持Flash加密功能

• Standby待機功耗  1.6uA@3.3V

• 工作電壓  1.8V ~ 3.6V

• 工作溫度  -40oC ~85oC

控制板背面

首先中間紅色位置元器件1為紅外光接收傳感器 ，由于缺乏標(biāo)識，具體型號未知。其余的還有三極管主要做電流放大與開關(guān)作用。

• CPU 內(nèi)核

• ARM? Cortex?-M0

• 最高時鐘頻率：32 MHz

• 24 位 System Tick 定時器

• 支持中斷向量重映射（通過 Flash 控制器的寄存器配置） 

• 工作電壓范圍：1.8 V ~ 3.6 V

  
  

• 工作溫度范圍：-40℃ ~ +85℃

  
  

• 典型工作電流

• 運行（Run） 工作模式：2.338mA@32 MHz@3.3V（73 μA/MHz）

• 睡眠（Sleep） 模式：1.197mA@32 MHz@3.3V（35 μA/MHz），喚醒時間 21 ns

• 深睡眠（DeepSleep） 模式：0.613mA@114 kHz@3.3V，喚醒時間 7.8 μs

• 停機（Stop） 模式：30.12μA@3.3V，喚醒時間 10 μs（可用外部引腳或內(nèi)部定時器喚醒）

• CPU 跟蹤與調(diào)試

• SWD 調(diào)試接口

• ARM? CoreSightTM調(diào)試組件（ROM-Table， DWT， BPU）

• 自定義 DBGMCU 調(diào)試控制器（低功耗模式仿真控制、調(diào)試外設(shè)時鐘控制、調(diào)試及跟蹤接口分配）

• 存儲器

• 最大支持32 KByte Flash（128 頁，每頁 128 Byte；32 位數(shù)據(jù)讀，16 位數(shù)據(jù)寫）

• Flash 具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫保護(hù)

• 448 Byte EEPROM

• 2 KByte SRAM

• 數(shù)據(jù)安全

• CRC 校驗硬件單元

• 時鐘

• 外部 GPIO 輸入時鐘：支持 1 ~ 32 MHz

• 片內(nèi)高速 HSI 時鐘：32 MHz

• 片內(nèi)慢速 LSI 時鐘：114 kHz

• 復(fù)位

• 外部管腳復(fù)位

• 電源上/下電復(fù)位（POR/PDR）

• 軟件復(fù)位

• 看門狗（IWDG 和 WWDG）定時器復(fù)位

• GPIO 端口

• 最多支持 16 個 GPIO 端口（TSSOP20、 QFN20 封裝產(chǎn)品）

• 每個 GPIO 都可作為外部中斷輸入

• 內(nèi)置可開關(guān)的上、下拉電阻

• 支持開漏（Open-Drain） 輸出

• 輸出驅(qū)動能力高、低兩檔可選

• IOMUX 引腳功能多重映射控制器

• 小型封裝（如 SOP8）產(chǎn)品， 可通過 IOMUX 可以實現(xiàn)單根引腳對應(yīng)多個 GPIO 或外設(shè) IO 的映射控制。

• 數(shù)據(jù)通信接口

• 1 路高速（最高 4 Mbit/s） USART（MCU 在停機（Stop）模式下， 支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒）

• 1 路高速（最高 1MHz） I2C（MCU 在停機（ Stop）模式下， 支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒）

• 1 路高速（最高 16 Mbit/s） SPI（支持 I2S 協(xié)議）

• 定時器及 PWM 發(fā)生器

• 1 個 16 位高級 PWM 定時器（共 4 路 PWM 輸出，其中 3 路帶死區(qū)互補輸出）

• 1 個 16 位通用 PWM 定時器（共 4 路 PWM 輸出）

• 1 個 16 位基本定時器（支持 CPU 中斷）

• 1 個自動喚醒定時器（AWU），可用于 MCU 停機（ Stop）模式下工作。

• 蜂鳴器

• 1 個蜂鳴器，可輸出 1、 2、 4 或 8 kHz 頻率脈沖。

• 在 MCU 停機（ Stop）模式下， 蜂鳴器可繼續(xù)工作并可定時觸發(fā) ADC 采樣。

• 片內(nèi)模擬電路

• 1 個 12 位 1 MSPS ADC（共 5 路模擬信號輸入通道，支持差分對輸入）

• 1 個上/下電復(fù)位電路

• 1 個 0.8 V 內(nèi)部參考電壓（內(nèi)部參考電壓在片內(nèi)被 ADC 采樣）

• ID 標(biāo)識

• 64 位芯片唯一 ID 標(biāo)識

• 每顆提供一個唯一的 64 位 ID 標(biāo)識。

• 可靠性

• 通過 HBM6000V/CDM500V/LU700mA 等級測試。

  
  

• 高度兼容性

和國外品牌MCU硬件全兼容

• 低成本

市面上第一顆單價低于1塊人民幣的32位MCU

• 高安全性

FLASH具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫保護(hù)，可以很好地保護(hù)用戶代碼的安全，防止算法被非法竊取

• 方案成熟

經(jīng)過國內(nèi)幾大品牌商驗證并量產(chǎn)，通過FDA和CE認(rèn)證

• 供貨穩(wěn)定

航順解決了從晶圓、封裝以及測試等整個供應(yīng)鏈的產(chǎn)能問題，可提供充足、穩(wěn)定的貨源

寫在最后

值得一提的是，使用HK32MCU指夾式脈搏血氧儀相對突出的地方在于，在同等位的指夾式血氧儀中，從其配置的主控芯片來看，本方案指夾式脈搏血氧儀是一款性價比較高的血氧儀。具備實時處理性,便攜靈活，續(xù)航能力高等優(yōu)點，與此同時該款血氧儀可以說集齊了醫(yī)學(xué)功能的集成電路，現(xiàn)代信息科學(xué)等學(xué)科元素，對于發(fā)展電子設(shè)備多功能化,多場景化有著重要的意義。

當(dāng)前，正值后疫情新冠感染的特殊時期也是高峰期，指夾式血氧儀可以幫助協(xié)助檢測。有關(guān)專家也表示，對一些高風(fēng)險人群，如肺間質(zhì)纖維化、慢阻肺，甚至肺部腫瘤等有基礎(chǔ)疾病的病人，八十多歲、甚至九十歲高齡老人，感染新冠了，買一個簡易的指夾式血氧儀，還是有必要的。除了血氧儀，半導(dǎo)體廠商也在開發(fā)更多可以有利于對抗新冠病毒的醫(yī)療電子產(chǎn)品。