在全球飽受新冠肺炎疫情肆虐的今天，醫療設備獲得了前所未有的關注，其中氧監測設備更是比以往任何時候都要重要，因此，近期《半導體器件應用》雜志便對一款來自魚躍醫療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀YX303進行拆機圖解。

在全球飽受新冠肺炎疫情肆虐的今天，醫療設備獲得了前所未有的關注，其中與之相關的血氧監測設備更是比以往任何時候都要重要。在醫學上，血氧水平是一個人身體素質的反映，而且血氧飽和度(SpO2)可以反映血液循環系統以及呼吸循環系統的重要參數,能夠判斷人體是否健康或者周圍環境是否缺氧的重要指標。因此，血氧監測設備可以在這場無硝煙的戰場中起到迅速警示的作用。

要知道，如今我們之所以能夠實時且精準監測出血氧飽和度，就不得不提到“現代血氧測量技術之父”青柳卓雄(Takuo Aoyagi)發明的脈搏血氧儀。因為如果按照傳統的血氧飽和度測量方法，首先是需要進行人體采血，再利用專業的血氣分析儀分析并測出結果，但這樣操作，最終的結果報告往往還需要等上個20-30分鐘，延遲時間的增長，會很容易給醫護人員造成決策上的失誤，而如今的脈搏血氧儀卻能輕便、準確、無需抽血式檢測出人體血氧飽和度，大大提高了治療效率。

另外，脈搏血氧儀不僅在新冠肺炎的治療中起到重要作用，而且漸漸成為了普通家庭日常重要生理監測的手段之一，能夠幫助我們更全面的了解自己的健康狀況。因此，近期《半導體器件應用》雜志便對一款來自魚躍醫療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀YX303進行拆機圖解，為大家帶來現代生活血氧儀對我們來說不可或缺方面有哪些?

其工作原理是采用光電血氧檢測技術結合容積脈搏描記技術，用兩束不同波長的光通過透射指夾式傳感器，照射人體指端而由光敏逐漸獲取測量信號，所獲取信息經電子電路和微處理器處理后由顯示屏顯示所測結果。產品YX303，尺寸58x32x34毫米，重量54g(包括電池)。從結構設計與注塑工藝來看，它似乎與其他公司出售的產品沒有太大區別，屬于傳統的上下殼體一體化設計，利用扣位、定位柱及彈性鋼圈等部件連接上下殼。

首先在進行該款血氧儀拆解之前，簡單科普一下關于血氧儀的常識，例如血氧飽和度通常應該要在95%以上才是人體的正常水平，當血液中血氧的濃度處于較低水平時，便會影響心臟和大腦等正常工作。另外，很多臨床疾病也會造成氧供給的缺乏，這將直接影響細胞的正常新陳代謝，嚴重的還會威脅人的生命，所以血氧飽和度實時監測在臨床救護中非常重要。

使用時需要將血氧儀打開(可以擠壓設備的頂部)，然后手指插入橡膠孔道(手指要充分插入)再單擊面板開關按鈕，便可從顯示屏讀取相關數據。紅框位置為LED對管，屬于無創探測技術，上方為紅外光發射管、下方為紅外光接收管。另外，該款產品使用的材質還算不錯，據介紹，其將硅膠的柔軟特性與人體工程學相結合，因此貼合性會更好，佩戴更舒暢。

在剛放入手指時，可以看到測量下方的脈搏波形是比較混亂的，大約在3、4秒后波形變為正常并且開始顯示血氧值(左邊)和測量脈率(右邊)。因為有異物阻擋，使得主控芯片部分不能完整呈現，但依然能知主控芯片是采用意法半導體的STM32F051C8T6系列，芯片采用ARM Cortex-M0內核，主頻(MHz)可以運行為48，內部集成FLASH (KB)為64，RAM (KB)為8，同時集成10個獨立的12位ADC通道，工作電壓為2-3.6，可以大大延長電池使用壽命，因此非常適合便攜式產品應用。

STM32F051X系列特點：1、可在-40至+85℃和-40至+105℃溫度范圍。2、范圍從2.0到3.6V電源，全面的省電模式，允許設計低功耗應用。3、包括四個不同封裝的器件，從32引腳到64針，可根據所選擇的設備對應不同的外設組。

此外，通過主控芯片的控制，采用醫療專用的光電手指夾，運用朗伯比爾定律將血液特征變化映射的不同變化數據檢測出來傳送給單片機;并且由于人體指尖血液特征信號比較微小，干擾也比較多。所以要用到前置放大電路，濾波電路，二級放大電路。

下面接著來看看其他芯片方面，紅框位置為潤石(RUNIC)的模擬開關RS 2105，它是一款雙、低通阻，單極雙擲(SPDT)模擬開關，設計操作從1.8V到5.5V，能夠同時處理模擬和數字信號，具有快速開關速度(50ns)和低的導通電阻((0.6ΩtYP)的特點。

潤石(RUNIC)模擬開關RS 2105電氣特性：黃框位置為圣邦微(SGMICRO)的低噪音、低電壓和低功率運算放大器SGM 8634，該器件具有6MHZ高增益帶寬乘積，3.7V/μs的旋轉速率和5V的470μA/放大器的靜態電流，為了能在低壓和低噪聲系統中提供最佳性能，它還提供了鐵路對鐵路輸出擺動成為沉重的負荷。輸入共模電壓范圍包括接地，最大輸入偏置電壓為3.5mV。操作范圍為2.5V~5.5V。

另外，在晶振方面，則是采用了深圳市星通時頻電子的無源插件晶體諧振器8.000MHZ HC-49US，其具備具備高精度、低抖動、低功耗優勢。特點：1、額定頻率范圍：3.2Mhz~100Mhz。2、外部尺寸規格：11.05*4.65*3.38 MAX。3、諧波次數：基頻、三次泛音。

半導體器件應用網通過拆解了解到，由于在電路主控板模塊采用了成熟可靠的意法半導體(ST)STM32F0系列、低功耗的潤石(RUNIC)模擬開關RS 2105系列、高性能的圣邦微(SGMICRO)運算放大器SGM 8634系列以及其他重要元器件，所以能夠“完美兼顧”功耗和實時處理性能、并且得益于功能強大的低功耗芯片組，可以無延遲計算出人體健康數據，更加具備高靈活性，同時實現了節能省電和更長的電池使用壽命。另外，在PCB板電路設計方面層次分明，布局較有條理，有貼片元件以及上下皆有一顆芯片絲印，保證了內部穩定性、抗干擾性和散熱性能。

值得一提的是，在這個以預防為主的現代醫療體系中，用于監測人體重要生理參數的穿戴式醫療設備愈加占據重要地位。這款血氧儀設備體積小，佩戴舒適且可以連續準確的提供關鍵健康數據，例如隨時隨地更新并檢測血氧和脈搏的數據，而且該款血氧儀可以說集齊了醫學功能的集成電路、現代信息科學等學科元素，對于發展電子設備多功能化、多場景化有著重要的意義。

雖然目前血氧儀飽和度并不能明確提醒是否感染了新冠病毒，但它確實是一個我們平時應該關注健康的重要指標，以日常身體鍛煉為例，血氧飽和度就可以作為評估運動后是否對身體造成負荷的參考。另外，心血管疾病是我國人群死亡率較高的原因之一，而且現在越來越呈現年輕化發病的趨勢，因此，如今除了便攜式血氧儀，其他能具備監測血氧飽和度數據功能的設備也是不錯的選擇。

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