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IC传感器

医疗器械应用中的传感器

发布日期:2022-05-11 点击率:52

        引言:在医疗器械应用中,一个很小的现场失效问题就是关系到患者生命健康的重大事件。日新月异的传感器技术可提供更高的可靠性,更长的使用寿命以及更高的精确度,从而能为医疗器械种种关键的失效问题提供解决方案。
        如今,传感器技术正在不断地优化其灵敏度、精确度、可靠性、稳定性和时漂,并逐步广泛应用于各种医疗用的呼吸器械,输液泵,胰岛素泵,医院诊断用的器械和多种监护仪。传感器的应用能使病人在治疗过程中感觉到更加舒适,器械的使用更加安全可靠,性能也更稳定,同时也能大大地提高医疗器械的成本效益,降低污染风险和延长使用寿命。 
        


        传感器应用于呼吸器械
        传感器应用常见的呼吸器械包括麻醉机、睡眠呼吸机、制氧机和呼吸机。
        传感器应用于麻醉机
        麻醉机专用于输送麻醉药剂给病人,以减轻疼痛和其它不适感。连续式麻醉机可以不断供应正确无误的医疗气体(如空气、氧气、氧化亚氮)和浓度准确的麻醉剂蒸汽(如异氟烷),将这些混合气体以适宜的压力和流量输送给病人。(如图1)
        气体流量传感器(简称气流传感器)可以测量空气、氧气和氧化亚氮的流量,使供给病人的气体成分合宜,符合医生设定的标准。输送给病人的混合气体能通过气流传感器进行测量并显示在麻醉机的屏幕上。
        热敏电阻元件温度传感器 由麻醉机送出的空气如果温/湿合宜,能使病人呼吸舒适,还可避免因吸入干冷空气所引起的喉痛。因此,输气系统的温度必须加以监测和控制,以确保能提供温度适宜的气流。热敏电阻元件温度传感器正是根据这种需要而设计的,它可直接安装在空气通道中来监测空气的温度,传感器和测量气流温度的微控制器配合可用来控制和调节气流的温度。 


 
图1 传感器用于麻醉机潜在应用示意图 

        传感器应用于睡眠呼吸机
        睡眠窒息症是指在睡眠时重复发生呼吸中止状况的病症,有时一夜间可能发生数百次,而且每次会持续一分钟或一分钟以上。若不及时医治,则可能引起高血压、心脏病或记忆力和体重等方面的问题,或者因缺少安稳睡眠而影响工作,甚至会导致驾车失误造成车祸等。
        解决睡眠窒息症的主要方法之一就是利用正压呼吸机。病人睡眠时,戴上一种特制面罩将一定压力的空气送入病人鼻孔,以避免发生窒息状况。这种呼吸机有三种形式(按结构复杂程度和价格高低排列):
        持续式正压呼吸机:持续不断供给一定压力的空气,使病人睡眠时呼吸畅通。
        自动正压呼吸机:能测量病人睡眠时呼吸的阻力,按照阻力的大小调节供给空气所需的最低压力,以保持每一次呼吸均畅通无阻。
        双水平正压呼吸机:提供两种空气压力:吸入正压和呼出正压。
        气流传感器 当病人开始呼气时,传感器即送出信号通知睡眠呼吸机减低呼吸机风扇的速度,以免病人觉得在和机器“对抗”产生不舒适感。而且病人会常常发现加装了气流传感器的睡眠呼吸机能监测呼吸周期,感觉更为舒适,因此越来越多的病人更愿意使用加装了气流传感器的睡眠呼吸机,而且一些保险公司和医生也都愿意选择此种呼吸机。
        柔性加热器 用来蒸发水份以使病人呼吸舒适。制造水蒸汽有多种方法,譬如利用喷雾阀。利用柔性加热器制造水蒸汽可以产生一个均匀、温暖和湿度合宜的环境。由于热量通常由板内负温度系数(NTC)热敏电阻检测变化的空气温度,因此可根据原始设备制造商(OEM)的设计要求调节蒸汽/空气的温度,提高病人的舒适度。 

        
图2 传感器用于制氧机的潜在应用示意图

        湿度传感器 用以监测空气的湿度,精确测量其露点和绝对湿度或含水量,以便供给病人适宜湿度的空气,使病人能够酣然入睡。三种正压呼吸机都可应用这种湿度传感器
        传感器应用于制氧机 </fo

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