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近年来,多种多样的创新医疗器械提高了患者的治疗效率与治疗效果,其中医用传感器是生物医学科学和技术的尖兵,它主要将人体生理信号转换成医学电信号。在现代医学中,医用传感器已成为制约高水平先进医疗设备发展的关键技术和信息社会的重要技术基础。
医用传感器帮助提高患者的治疗效率与治疗效果。
什么是医用传感器
人体生理信息分为电信息和非电信息两大类,从分布来说有体内的(如血压等各类压力)、体表的(如心电等各类生物电)和体外的(如红外、生物磁等)。医用传感器将人体的生理信息转换成为与之有确定函数关系的电信息,相当于一套信息变换装置,一般由弹性元件、传感元件和测量电路组成。作为医学仪器与人体之间的重要桥梁,其在医疗诊断、医学仪器研制、医学研究等诸多方面有着非常重要的作用。
医用压力传感器。
医用传感器的分类医用传感器按应用形式可分为植入式传感器、暂时植入体腔(或切口)式传感器、体外传感器、用于外部设备的传感器和可食用传感器;按检测种类则有位移传感器、流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器、图像传感器等;按工作原理主要分为:物理传感器、生物传感器、化学传感器、生物电极传感器。
医疗器械高精度NTC温度传感器。
还可以按人体器官的仿生类型将医用传感器分为视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器。此外,还可以根据传感器材料、传感器结构以及能量转换方式等多种方法进行分类。
医用传感器的主要技术要求作为传感器的一个重要分支,医用传感器的设计与应用必须考虑生物信号的特殊性、复杂性以及传感器的生物相容性、可靠性、安全性。相关医疗专业人士表示,医疗器械要求的故障率不能超过万分之一,医用传感器作为各种医疗设备的核心部分,性能要求更是严格,其主要技术要求包括:
①传感器本身具有良好的技术性能,如灵敏度、线性、迟滞、重复性、频率响应范围、信噪比、温度漂移、零点漂移、灵敏度漂移等。②传感器的形状和结构应与被检测部位的解剖结构相适应,使用时,对被测组织的损害要小。③传感器对被测对象的影响要小,不会对生理活动带来负担,不干扰正常生理功能。④传感器要有足够的牢固性,引进到待测部位时,不致脱落、损坏。⑤传感器与人体要有足够的电绝缘,以保证人体安全。⑥传感器进入人体能适应生物体内的化学作用,与生物体内的化学成分相容,不易被腐蚀、对人体无不良刺激,并且无毒。⑦传感器进入血液中或长期埋于体内,不应引起血凝。⑧传感器应操作简单、维护方便,结构上便于消毒。嵌入了碳纳米管(CNT)的传感器,可以高精度测量压力,作为医疗保健的辅助工具用于监测患者的健康。近年来,医用传感器迅速发展,传感器技术在医疗器械领域的应用在不断增长和成熟。现代医用传感器技术已经摆脱了传统医用传感器体积大、性能差等技术缺点,朝着智能化、微型化、多参数、可遥控和无创检测等新的方向发展。未来,医用传感器技术将继续在传感器自身和传感器与计算机信息技术相结合的方面寻求突破。
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