第3章起搏器任务模型

第三章：起搏器任务模型

好，咱们今天聊聊起搏器里的任务模型。说实话，这是整个系统设计的基石。你想想看，一个起搏器要同时干好几件事——感知心跳、发放脉冲、自我诊断、跟外界通信，还得省电。这么多活儿，怎么安排？

我个人习惯，先把任务分清楚。起搏器里典型的任务，我归纳为五类：感知任务、起搏任务、诊断任务、通信任务、低功耗管理任务。咱们一个一个说。

感知任务，说白了就是「听心跳」。它负责实时监测心内电信号，判断有没有自主心跳。

这个任务优先级最高。为什么？因为一旦漏掉一次心跳，起搏器可能错误地发放脉冲，造成竞争心律。我在项目中遇到过，感知窗口设置得太窄，结果把正常P波给漏了，病人出现心悸。嗯，从那以后我特别强调感知窗口的余量。

关键参数：

感知任务的执行周期，一般是8-16ms。太快了没必要，太慢了会丢事件。我建议用8ms周期，配合硬件比较器做第一级滤波。

起搏任务，就是「发脉冲」。当感知任务发现没有自主心跳，起搏任务就要上场了。

这个任务的时序要求极其严格。你想想看，脉冲宽度0.4-1.0ms，幅度0.5-5.0V，误差必须控制在±2%以内。我见过一个案例，脉冲宽度漂移了5%，结果夺获阈值升高，起搏失效。

注意：起搏任务不能跟感知任务同时执行。否则脉冲会烧坏感知放大器。硬件上必须有互锁机制，软件上也要做时序避让。

起搏任务的触发条件很简单：感知超时。比如VVI模式下，如果心室感知窗口内没有R波，就触发一次心室起搏。这个超时时间，就是起搏间期，通常600-1200ms。

诊断任务，我管它叫「自检员」。它负责检查电池电压、电极阻抗、起搏阈值、感知幅度等等。

这个任务不需要实时执行。一般每8小时或者24小时跑一次。但要注意，诊断任务执行时会占用系统总线，可能影响其他任务。我建议把诊断任务放在系统空闲时段，比如深夜。

诊断任务还有一个重要功能——记录事件日志。比如发生过多少次室速、多少次起搏失败。这些数据对医生调整参数很有帮助。

通信任务，就是跟体外程控仪「聊天」。现在主流用的是MICS频段，402-405MHz。

这个任务比较特殊。它只在需要的时候才激活，平时处于休眠状态。通信时，功耗会飙升到10-20mA，是正常工作的100倍。所以通信时间要尽量短，我一般控制在100ms以内。

经验之谈：通信任务要设计超时保护。我曾经遇到过，程控仪断连后，通信任务一直占用CPU，导致起搏任务被饿死。后来加了看门狗定时器，5秒无响应就强制退出。

通信任务的优先级，我建议设为中等。比感知和起搏低，但比诊断和低功耗管理高。因为通信涉及病人安全参数调整，不能太慢。

低功耗管理任务，我称之为「管家」。它负责控制系统的功耗状态。

起搏器大部分时间处于休眠状态。只有感知任务在运行，其他任务都挂着。低功耗管理任务会监控电池电量，动态调整工作模式。

举个例子：当电池电压低于2.5V时，系统进入省电模式。起搏脉冲幅度降低，诊断任务周期延长，通信功能关闭。这些策略，都是低功耗管理任务来执行的。

功耗状态表：

低功耗管理任务的执行周期，一般是1秒。太频繁了浪费电，太慢了响应不及时。我习惯用1秒周期，配合中断唤醒。

好了，五个任务都介绍完了。现在问题来了：怎么调度它们？

我推荐用固定优先级抢占式调度。优先级从高到低：

为什么诊断任务优先级最低？因为它不涉及病人安全。就算延迟几分钟，甚至几小时，都没关系。但感知任务延迟1ms，可能就会出问题。

避坑指南：我曾经犯过一个错误——把通信任务优先级设得比起搏任务还高。结果通信时，起搏脉冲被延迟了3ms，导致夺获失败。从那以后，我坚持起搏任务必须高于通信任务。

调度周期方面，我建议用1ms的tick。感知任务每8个tick执行一次，起搏任务按需触发，通信任务每100个tick检查一次，低功耗管理每1000个tick执行一次，诊断任务每3600000个tick（1小时）执行一次。

嗯，任务模型就讲到这里。下一章咱们聊聊具体的时序分析，看看怎么保证这些任务都能按时完成。