醫療器械應用中的傳感器
加入技術(shù)交流群
如今，傳感器技術(shù)正在不斷地優(yōu)化其靈敏度、精確度、可靠性、穩定性和時(shí)漂，并逐步廣泛應用于各種醫療用的呼吸器械，輸液泵，胰島素泵，醫院診斷用的器械和多種監護儀。傳感器的應用能使病人在治療過(guò)程中感覺(jué)到更加舒適，器械的使用更加安全可靠，性能也更穩定，同時(shí)也能大大地提高醫療器械的成本效益，降低污染風(fēng)險和延長(cháng)使用壽命。
傳感器應用常見(jiàn)的呼吸器械包括麻醉機、睡眠呼吸機、制氧機和呼吸機。
傳感器應用于麻醉機
麻醉機專(zhuān)用于輸送麻醉藥劑給病人，以減輕疼痛和其它不適感。連續式麻醉機可以不斷供應正確無(wú)誤的醫療氣體（如空氣、氧氣、氧化亞氮）和濃度準確的麻醉劑蒸汽（如異氟烷），將這些混合氣體以適宜的壓力和流量輸送給病人。
氣體流量傳感器（簡(jiǎn)稱(chēng)氣流傳感器）可以測量空氣、氧氣和氧化亞氮的流量，使供給病人的氣體成分合宜，符合醫生設定的標準。輸送給病人的混合氣體能通過(guò)氣流傳感器進(jìn)行測量并顯示在麻醉機的屏幕上。
熱敏電阻元件溫度傳感器 由麻醉機送出的空氣如果溫/濕合宜，能使病人呼吸舒適，還可避免因吸入干冷空氣所引起的喉痛。因此，輸氣系統的溫度必須加以監測和控制，以確保能提供溫度適宜的氣流。熱敏電阻元件溫度傳感器正是根據這種需要而設計的，它可直接安裝在空氣通道中來(lái)監測空氣的溫度，傳感器和測量氣流溫度的微控制器配合可用來(lái)控制和調節氣流的溫度。
傳感器應用于睡眠呼吸機
睡眠窒息癥是指在睡眠時(shí)重復發(fā)生呼吸中止狀況的病癥，有時(shí)一夜間可能發(fā)生數百次，而且每次會(huì )持續一分鐘或一分鐘以上。若不及時(shí)醫治，則可能引起高血壓、心臟病或記憶力和體重等方面的問(wèn)題，或者因缺少安穩睡眠而影響工作，甚至會(huì )導致駕車(chē)失誤造成車(chē)禍等。
解決睡眠窒息癥的主要方法之一就是利用正壓呼吸機。病人睡眠時(shí)，戴上一種特制面罩將一定壓力的空氣送入病人鼻孔，以避免發(fā)生窒息狀況。這種呼吸機有三種形式（按結構復雜程度和價(jià)格高低排列）：
持續式正壓呼吸機：持續不斷供給一定壓力的空氣，使病人睡眠時(shí)呼吸暢通。
自動(dòng)正壓呼吸機：能測量病人睡眠時(shí)呼吸的阻力，按照阻力的大小調節供給空氣所需的最低壓力，以保持每一次呼吸均暢通無(wú)阻。
雙水平正壓呼吸機：提供兩種空氣壓力：吸入正壓和呼出正壓。
氣流傳感器 當病人開(kāi)始呼氣時(shí)，傳感器即送出信號通知睡眠呼吸機減低呼吸機風(fēng)扇的速度，以免病人覺(jué)得在和機器“對抗”產(chǎn)生不舒適感。而且病人會(huì )常常發(fā)現加裝了氣流傳感器的睡眠呼吸機能監測呼吸周期，感覺(jué)更為舒適，因此越來(lái)越多的病人更愿意使用加裝了氣流傳感器的睡眠呼吸機，而且一些保險公司和醫生也都愿意選擇此種呼吸機。
柔性加熱器 用來(lái)蒸發(fā)水份以使病人呼吸舒適。制造水蒸汽有多種方法，譬如利用噴霧閥。利用柔性加熱器制造水蒸汽可以產(chǎn)生一個(gè)均勻、溫暖和濕度合宜的環(huán)境。由于熱量通常由板內負溫度系數（NTC）熱敏電阻檢測變化的空氣溫度，因此可根據原始設備制造商（OEM）的設計要求調節蒸汽/空氣的溫度，提高病人的舒適度。
濕度傳感器 用以監測空氣的濕度，精確測量其露點(diǎn)和絕對濕度或含水量，以便供給病人適宜濕度的空氣，使病人能夠酣然入睡。三種正壓呼吸機都可應用這種濕度傳感器。
傳感器應用于制氧機
制氧機的作用在于減少輸送給病人空氣中的氮，同時(shí)增加氧的比例。制氧機使用的對象是不能把氧氣順利地吸收到血液里的病人，如某些肺病患者。
氣流傳感器 由于用于制氧機的氣流傳感器必須能夠測量超低流量，如需要測出0.1立方厘米的流量，所以氣流傳感器可用來(lái)檢測病人何時(shí)開(kāi)始呼氣（即何時(shí)應減少空氣流量），使病人呼氣容易和感覺(jué)舒適。
壓力傳感器 低壓和超低壓塑封硅壓力傳感器可檢測病人開(kāi)始吸氣的時(shí)刻，以便有效和高效率地輸送氧氣，這不僅能縮短系統的反應時(shí)間，而且還可避免在病人不吸氣時(shí)供氧所造成的浪費。因此，不需要體積龐大的制氧機也能提高制氧機的運作效率。體積小的制氧機，耗電少，便于攜帶，這種不銹鋼介質(zhì)隔離式的壓力傳感器還能檢測緩沖罐的壓力，同時(shí)可向壓縮機反饋信號使壓縮機保持適度的壓力。
傳感器應用于醫用呼吸機
醫用呼吸機用來(lái)將空氣和氧的混合氣體送入和引出病人肺部，以幫助病人呼吸。若病人呼吸機能不足或根本不能呼吸，呼吸機的作用則是為病人進(jìn)行機械呼吸。
濕度傳感器 有助于輸送溫濕空氣，使病人感覺(jué)舒適，當水份引入氣流時(shí)，必須予以監測和控制。濕度傳感器可直接裝在空氣通道中或并聯(lián)支路中來(lái)測量濕度，并與測量空氣濕度的微控制器配合，輸送信號至微控制器以保持適宜的濕度。
傳感器應用于輸液泵
典型的輸液泵是一個(gè)作用于注射器或輸液筒的螺旋泵，并用來(lái)將小量的藥液送入病人的靜脈里。
觸力傳感器 有一堵塞監測裝置，以確保輸送藥液給病人的輸液泵和胰島素泵的管道暢通無(wú)阻。如果管道堵塞，觸力傳感器即向病人、護士或醫生發(fā)出警告，并及時(shí)提示治療過(guò)程受阻。
霍爾效應磁位置傳感器 輸出準確可靠，可使泵的馬達易于操控，還可減少噪音和振動(dòng)，提高效率和降低維修費用。同時(shí)因其體積小，因此可設計到多種小型、自動(dòng)和經(jīng)濟型器件的組合中，而且其熱平衡集成電路在全操作溫度范圍內均能保持正常運作和始終如一。
紅外傳感器 和泵軸上的編碼盤(pán)合并使用，計算泵軸的轉動(dòng)數。紅外傳感器的塑料殼里有一個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)射器和一個(gè)光電監測器，兩者相對，當不透明的物體通過(guò)封裝的間隙阻礙紅外線(xiàn)的通路時(shí)，監測器即可察覺(jué)。
傳感器用于醫院診斷用器械
傳感器還能用于各種醫院診斷用器械，包括血液分析儀、血細胞分析儀、免疫測定分析儀、臨床化學(xué)分析儀、質(zhì)譜儀、色譜儀（氣相、液相、高效液相）和實(shí)驗室的自動(dòng)系統等。各種傳感器的用途各異，比如：氣流傳感器用來(lái)規范氣相色譜儀的氣流速度，觸力和位置傳感器控制實(shí)驗室自動(dòng)機器人，壓力傳感器用于泵系統，速度傳感器控制離心機的轉速，溫度傳感器則控制樣品和廂室的溫度等。
氣流傳感器用于氣相色譜儀
醫用色譜儀需要準確無(wú)誤地監測和調控氣體的流動(dòng)。由于傳感器中的陶瓷氣流管路可避免釋氣現象，因而能增進(jìn)色譜儀的精確性和可靠性。
紅外傳感器用于血細胞分析儀
紅外傳感器用于血細胞分析儀時(shí)，可與泵軸上的編碼器合并使用，以計算泵軸的轉動(dòng)數，當不透明的物體經(jīng)過(guò)封裝間隙阻礙紅外線(xiàn)的通路時(shí)，傳感器即可察覺(jué)。
熱敏電阻用于血液分析儀
熱敏電阻元件溫度傳感器可用來(lái)監測廂室、擴散燈和油冷式馬達的溫度，以免過(guò)熱。如有過(guò)熱現象，立即停機使其冷卻。為了控制樣品的溫度，對于溫度的測量必須準確，測出的溫度需要盡量接近實(shí)際溫度。
傳感器用于監護儀器
如今，傳感器已普遍應用在各種監護儀器中。監護儀用于診療環(huán)境（如手術(shù)室、急救室、加護病房、重癥病房以及日益普遍的病人家庭），以監測和顯示病人身體的各種主要情況，包括心電圖、SpO2（脈搏血氧飽和度）、血壓、呼吸和溫度等。監護儀可以是獨立儀器，也可以是多參數儀器。
呼吸監測 顯示有關(guān)呼吸的關(guān)鍵指數。所用儀器包括二氧化碳分析儀（測量呼吸氣中二氧化碳濃度或分壓力）和肺活量計（測量呼吸進(jìn)出流量）。
血壓監測 可用插入式的壓力傳感器或無(wú)創(chuàng )傷性的血壓袖帶（無(wú)創(chuàng )血壓測量）。
葡萄糖監測 測量間質(zhì)液中的葡萄糖含量。持續不斷地進(jìn)行這種測量可以檢驗血液里的葡萄糖含量對胰島素、運動(dòng)、食物和其它因素的反應。傳感器可裝在連續式葡萄糖的測量器里，以檢驗輸血泵的壓力。葡萄糖測量器可放在重癥病房、手術(shù)室或恢復室，用來(lái)測量病人的血糖含量。 高效液相色譜儀相關(guān)文章:高效液相色譜儀原理
評論