一种基于单片机的心肺复苏系统设计

　　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：

　　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。