_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра биотехнических систем

отчет

по производственной практике

Тема: Разработка структурной схемы электронного устройства медицинского назначения на основе аналогового фронт-энда

Студент гр. 7501		Исаков А.О.
Руководитель		Симон В. А.

Санкт-Петербург

2020

ЗАДАНИЕ

на производственную практику

Студент Исаков А.О.
Группа 7501
Тема практики: Разработка структурной схемы электронного устройства медицинского назначения на основе аналогового фронт-энда
Задание на практику: электрическая принципиальная схема электронного устройства медицинского назначения, содержащая интегральную микросхему аналогового фронт-энда, рекомендованная производителем (референс-дизайн) Ссылка: https://www.ti.com/tool/TIDA-00311
Сроки прохождения практики: 23.12.2020 – 28.12.2020
Дата сдачи отчета: 29.12.2020
Дата защиты отчета: 30.12.2020
Студент		Исаков А.О.
Руководитель		Симон В. А.

Аннотация

Разработка структурной схемы электронного устройства медицинского назначения «Miniaturized Pulse Oximeter Reference Design» на основе аналогового фронт-энда AFE4403, part number: TIDA-00311. Референс дизайн пульсоксиметра был разработан специально для клинической практики. Небольшой размер упростит и ускорит процесс измерения частоты пульса и расчета сатурации крови кислородом. Главная особенность – разработанный Texas Instruments аналоговый фронт-энд с LED и фотосенсором. Устройство включает в себя микроконтроллер для передачи информации от AFE4403. Формфактор меньше, чем у TIDA-00010.

Summary

Development of a block diagram of an electronic medical device "Miniature Pulse Oximeter Reference Design" based on the analog front end AFE4403, part number: TIDA-00311. The reference design of the mini pulse oximeter was developed specifically for clinical practice. The small size will simplify and speed up the process of measuring the pulse rate and calculating blood oxygen saturation. The main feature is an analog front-end developed by Texas Instruments with a LED and a photo sensor. The device includes a microcontroller for transmitting information from the AFE4403. The form factor is smaller than that of the TIDA - 00010.

Содержание

	Введение	5
1.	Пульсоксиметр	6
1.1.	Назначение устройства	6
1.2.	Референс-дизайн от Texas Insruments	6
1.3.	Структурная схема устройства	11
2.	Спецификации на электронные компоненты устройства	12
2.1.	Аналоговый фронт-энд (AFE4403)	12
2.2.	Микроконтроллер (MSP430F5528IYFF)	16
2.3.	Оптический датчик (DCM03)	17
2.4.	Спецификации материалов	18
	Заключение	20
	Список использованных источников	21
	Приложение А. Изображения референс дизайнов	22

Введение

Основная цель данной производственной практики – ознакомление с типовыми схемами построения устройств регистрации биомедицинских сигналов на основе аналоговых фронт-эндов.

Задачи практики: разработка структурной схемы электронного устройства медицинского назначения на основе аналогового фронт-энда, а также составление спецификаций на основные электронные компоненты устройства на основе данных, предоставляемых производителем.

Рассматриваемое устройство предназначено для считывания информации о пульсе (ЧСС) и насыщении крови кислородов (показатель SpO₂).

Пульсоксиметрия повсеместно вошла в клиническую практику, так что уже сейчас не кажется чем-то особенным. Однако, она решает ряд проблем, задумываться о которых больше не приходится. На данный момент это единственный столь широко распространенный и сравнительно простой метод неинвазивного определения насыщения крови кислородом, не говоря о возможности достаточно точного измерения частоты пульса, без непосредственного участия медработника, что важно, например, в условиях проведения срочной операции. Установить пульсоксиметр и списать с него данные может даже необученный человек в домашних условиях. Такая простота в использовании зачастую позволяет предпринять превентивные меры против развития анемии, инфаркта или инсульта. Во многих приборах на экран также выводится кривая абсорбции света в крови. Пускай такой показатель нельзя считать абсолютно точным для постановки диагноза, но он дает лечащему врачу некое представление об общем состоянии кровеносной системы человека, например, о снижении прочности и эластичности сосудов.