低端芯片降低了医疗设备成本

当8位芯片可以完成工作时，不要将32位Pentium微处理器丢给医疗设备问题。例如，低成本芯片已经作为葡萄糖，血压，心脏和呼吸监测器发挥作用。它们还可以驱动医疗设备的显示屏或简化用户界面。它们可以自动化和控制药物输液泵，呼吸机，脉搏血氧仪和小型电动机的功能。这使得这些产品更易于使用和更可靠 - 这些优点可轻松转化为家用设备和较低成本的医疗保健。

一些公司甚至开始使用8位芯片来控制化疗药物的输注。医生说如果你能改变给药速度，化疗效果会更好。在这种情况下，处理器不仅可以实现功能的自动化 - 它还可以让医生或护士计划治疗。更多示例如下：

踏板车走向数字化。加利福尼亚州都柏林的Curtis PMC刚刚推出了第一系列控制器，用于关节炎患者和其他患有严重疾病的滑板车，这些疾病包含8位Motorola 68HC11微控制器。“这是我们的第一个数字设计，”项目经理Pete Andriola说。“我们之前的所有设计都是模拟的，这在这个行业中并不少见。”

在这个为期一周的课程中，我们将看到两个低成本但功能丰富的电子设计自动化(EDA)程序：CircuitStudio和KiCad。

通常，踏板车用户具有足够的物理能力来控制油门和制动器，但通常必须用拐杖行走。轮椅通常要贵5至10倍，并且在踏板车可以使用的某些地方无法操纵。踏板车用户可以从房子到商店以10或12英里/小时的速度行驶。一些较大的单元具有适用于所有天气条件的外壳 - 与小型电动车不同。

从模拟到数字的转变是由监管环境驱动的。踏板车在1996年必须满足的安全要求，以及在不久的将来美国采取的类似措施，已经规定了更高水平的内置自检和故障处理以及错误保护。

“符合这些规范的模拟控制器基本上需要几乎完全冗余才能使部件数量增加一倍，”Andriola说。“在模拟控制器中，控制功能由成堆的运算放大器和比较器执行，您必须加倍。”这是因为必须构建两个独立的控制部分，并且只要彼此不一致就让它们声明出错。

控制器降低了成本。“我们惊喜地发现，当你在控制器的当前水平和复杂性上升时，微控制器设计变得更便宜，”Andriola报道。

使用微控制器可以实现故障检测功能相对简单。在该产品的高端产品中，柯蒂斯从350份增加到250份。在产品线的中高端，使用68HC11降低了产品成本，为控制器提供了更多功能，并使公司符合规定。

在产品线的最底部，为了满足法规要求，需要略微增加成本。此外，您还可以获得额外功能的奖励，例如室内和室外配置以及可变速度和加速度。现在它们已经可用，Andriola认为人们会发现他们需要它们。

在过去最好的情况下，踏板车有一个高/低速开关。“现在，我们可以实现一个我们称之为多模式的功能，用户可以选择一整套参数供室内或室外使用。换句话说，”安德里奥解释说，“速度不仅会改变，但是可以改变加速度，制动距离和电流限制。这使得最终用户可以比模拟组件更好地控制车辆的感觉。“

另一个好处是：OEM可以为患者设置踏板车，同时他或她正在接受治疗师的训练以使用车辆。在训练期之后，用户可以获得更快乐的感觉并以更高的速度旅行。

基于微控制器的设计还为OEM提供了更高的灵活性。OEM可以购买一个控制器并配置三种或四种不同的方式，而不是购买三个或四个不同的踏板车控制器。配置意味着设置最高速度，加速和制动速率以及电流限制等。以前，这些规格需要不同的控制器或至少调整模拟电路上的多个电位器。这可能是一种昂贵且不太可靠的解决方案。

家庭到办公室链接。另一款基于微控制器的设计刚刚进入市场，是来自德克萨斯州休斯顿的Blakbag Technology的E-FAX Voyager。Voyager是一种便携式，电池供电的ECG(心电图)监护仪 - 可以通过电话链接与医生办公室进行通信。该公司称这一过程为“变速电话监控”。

该设计背后的芯片是Mi​​crochip Technology，Chandler，AZ的PIC17C42。这款高端8位微控制器具有一次性可编程(OTP)存储器，可吸收低电流，并可在未激活时进入“休眠”状态。Microchip市场经理Jerry Corbin称，这些功能使其成为这种电池供电应用的理想选择。

患有零星胸痛，心悸，头晕或昏倒的患者需要这样的单位。通常在这种情况下，医生会在办公室里运行心电图，看不到任何异常。然后患者可能会带着旅行者回家，以便在症状再次发生时捕获数据。

患者在腰带上佩戴与电视遥控器大小相当的单元。两个电极将设备连接到患者的胸部，并作为循环记录器连续收集数据。患者点击保存按钮，该按钮可在按下按钮之前的10秒到5分钟内捕获症状数据。该装置继续录制以保存事件及其后果。

接下来，患者将记录的信息发送给医生。通过将Voyager设备放在电话听筒下，拨打电话号码，然后按下发送按钮，设备会将模拟和数字数据的组合发送到医生办公室的E-FAX Retriever。Blakbag的工程副总裁Daraius Hathiram称这种连接为双向声学连接。“这不是真正的调制解调器连接，”他解释道。

在接到呼叫后，办公室接收器寻呼医生，然后将ECG条传真到某个预先指定的位置。或者，医生可以从远程位置检索传真。然后医生给患者打电话并采取适当的措施。

Hathiram说，选择Microchip的主要原因是它的低功耗：“该部件每秒采样200次，但在样品之间进入睡眠状态 - 这实际上是我们用来获得低功率的独特属性。它也是有一个非常简单的指令集。“

高危婴儿。父母从医院带回家的感觉是对孩子健康的关注。如果婴儿属于“高风险”类别，这种担忧尤其强烈。

医生认为，如果婴儿早产，他们将面临高风险;出生体重低;幸存下来是一种明显的危及生命的事件，如呼吸暂停，心率低或血氧饱和度低;或婴儿的家庭有SIDS病史(婴儿猝死综合症)。

呼吸暂停意味着宝宝停止呼吸。这种情况最常发生在睡眠期间。小岛屿发展中国家背后的早期理论之一是，受害者可能在他们去世前有呼吸暂停事件，尽管研究人员无法证明呼吸暂停与随后的小岛屿发展中国家之间存在直接关联。然而，他们确实知道频繁和长时间的呼吸暂停事件会导致健康问题。

在家里安心。如果婴儿属于高风险类别，医生将开出家用监护仪，例如来自乔治亚州玛丽埃塔的Healthdyne Technologies的SmartMonitor。父母从当地医疗供应公司租用该单位。平均监测期为四至五个月，或直到婴儿超过高风险阶段。

SmartMonitor包含一个带有Hitachi 64180 8位微处理器的监控单元和一个在婴儿胸部两侧带有碳浸硅橡胶电极的泡沫带。该装置监测呼吸和心率。

微处理器从连接到患者的模拟板读取信号，并决定是否触发警报。它还控制着内存系统。如果处理器本身出现问题，片内看门狗定时器将发出警报，从而提高了设备​​的可靠性。Healthdyne电气工程师Gary Holder说：“八位就足够了。我们正在处理相当缓慢的信号 - 心率和呼吸。”

拯救年轻人。呼吸暂停延迟通常设定为20秒，因为婴儿在呼吸之间有短暂的暂停。“整个想法，”Healthdyne Technologies的营销总监史蒂夫·康姆斯说，“如果婴儿出现问题，他或她通常会对护理人员的温和物理刺激作出很好的反应。例如，移动手臂或放置一只手托着婴儿的胸部，抱起婴儿，或者，如果需要，还可以进行心肺复苏。单独留下，婴儿可以进入退行状态，在这种情况下他们没有正确反应。但如果你能打断它，你可以挽救他们的生命。 “

泡沫带电极拾取ECG信号以测量心率。“我们在婴儿的胸腔内应用了32kHz的方波，”Combs说。“宝宝在该频率下的胸部阻抗约为200欧姆。我们测量婴儿呼吸时胸部阻抗的变化。吸气时吸气量增加阻抗，呼气时阻抗下降。我们正在寻找大约1欧姆的变化对于。”

Healthdyne之前的设计采用机械开关来控制设定点。使用新设计，处理器可以将连续缓冲事件记录存储器系统保持在待机模式，直到发生警报。此时，它指示设备在事件发生之前捕获来自婴儿的15秒波形，然后记录事件并在警报状况得到纠正后再记录30秒或更长时间。之前，没有办法保存事件前数据。

Combs说，该处理器还让设计人员使用2行LCD用户界面和简单的3键控制来设置警报和记录参数。“它使我们可以灵活地在不更换工具或电路板的情况下对软件进行更改。”

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