医用传感器:医用传感器

2021/11/01 11:15 · 传感器知识资讯 ·  · 医用传感器:医用传感器已关闭评论
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医用传感器
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医用传感器是应用于生物医学领域的那一部分传感器,是把人体的生理信息转换成为与之有确定函数关系的电信息的变换装置。它所拾取的信息是人体的生理信息,而它的输出常以电信号来表现。
中文名
医用传感器
分 类
化学传感器 等
应用学科
生物医学
类 型
传感器
目录
1
原理
2
基本原则
3
分类
?
化学传感器
?
生物传感器
?
物理传感器
?
生物电电极传感器
?
视觉传感器
?
听觉传感器
?
嗅觉传感器
4
用途
医用传感器原理
编辑
语音
人体生理信息有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),也有体表的(如心电等各类生物电)和体外的(如红外、生物磁等)。
医用传感器基本原则
编辑
语音
医用传感器作为传感器的一个重要分支,其设计与应用必须考虑人体因素的影响,考虑生物信号的特殊性、复杂性,考虑生物医学传感器的生物相容性、可靠性、安全性。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。
医用传感器分类
编辑
语音
按照传感器的工作原理区分:
医用传感器化学传感器
利用化学反应原理,把化学成分、浓度转换成电信号
医用传感器生物传感器
利用生物活性物质选择性识别来测定生化物质
医用传感器物理传感器
利用材料的物理变化医用传感器按工作原理分类,大致可分为:
医用传感器生物电电极传感器
机体的各种生物电(心电、脑电、肌电、神经元放电等)二、按照检测的种类来区分移传感器、流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器等。对于压力传感器,包括有金属应变片压力传感器、半导体压力传感器、电容压力传感器等等所有能够检测压力的传感器。对于温度传感器,包括热敏电阻、热电偶、pn结温度传感器等所有能够检测温度的传感器。三、根据传感器所能替代的人体感官对传感器进行分类的方法。比如说:
医用传感器视觉传感器
包括各种光学传感器以及其他能够替代视觉功能的传感器;
医用传感器听觉传感器
包括各种拾吉器、压电传感器、电容传感器以及其他能够替代听觉功能的传感器;
医用传感器嗅觉传感器
包括各种气体敏感传感器以及咒他能够替代嗅觉功能的传感器。这个分类方法有利于仿生传感器的开发。除了广述列举的常见传感器分类方法以外,还会根据传感器材料、传感器结构、能量转换分式等多种分类方法,都具有各自的优点与局限性。
[1]
医用传感器用途
编辑
语音
检测-检测正常或异常生理参数。比如:先心病病人手术前须用血压传感器测量心内压力,估计缺陷程度。监护-连续测定某些生理参数是否处于正常范围,以便及时预报。在ICU病房,对危重病人的体温、脉搏、血压、呼吸、心电等进行连续监护的监护仪。控制-即利用检测到的生理参数控制人体的生理过程。比如,用同步呼吸器抢救病人时,要检测病人的呼吸信号,以此来控制呼吸器的动作与人体呼吸同步。通常医院中病人的护理都必须依靠护士不断巡视病房,定时测量病人的体温、血压、肾功能等指标,十分费工费事,而且灵敏度、准确率也不高。随着重组DNA技术、单克隆抗体技术以及计算机技术的并列发展,传感器与电子计算机结合,不仅可以超微量地检测人体外的血样、尿样中的生化代谢物,而且已发展为不用抽血、抽体液直接可以测得人体内生化代谢物的变化情况,通过检测传染病的抗原、体激素含量、血清蛋白含量等等以诊断疾病。掌握糖尿病、癌症、中毒、病毒感染等各种疾病以及因怀孕而引起的生理变化情况。世界各国都在积极开发应用这项临床诊断和检测技术。1987年美国卡迪夫大学工业中心的丹尼斯·史密斯博士也研制了一种植入人体后可以在心脏病发作和糖尿病昏迷前向病人或医护人员发出告警的传感器。这种传感器可以根据病人体内生化代谢物的变化情况,及时提醒患者服用适当的药物以防止病情恶化。1991年,英国科研人员利用酶制成了一种新的分子传感器。这种传感器具有监测人或动物体内生理变化的能力。该传感器有助于医护人员探测病人体内重要的化学物质,包括糖尿病人体内的葡萄糖含量和胃病患者的胆汁酸含量等。
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参考资料
1.

医用传感器是如何分类?
.OFweek医疗网[引用日期2015-09-08]
医用传感器:医用传感器  第1张

医用传感器:医用传感器专题

医用传感器整合

炜盛科技传感器助力战疫

近年来,针对不同疾病和创伤患者开发的传感器可谓不胜枚举,现代的创新医疗器械产品背后, 大都离不开传感器的功劳。

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医用呼吸机专用传感器家用呼吸机/血氧仪用传感器

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利用热力学原理对流道中的气体介质进行差压检测

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稳定性好;滤光片透过率高;NTC精度高.

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臭氧具有改善组织缺氧和提高机体免疫两个重要的特性
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ME2-O2氧气传感器是一款专门检测氧气浓度的传感器,该传感器具有
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MEMS工艺,结构坚固,对硫化氢、酒精、丙酮等灵敏度高;具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、响应恢复快、驱动电路简单、稳定性好、寿命长等优点。
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医用传感器:医用传感器  第2张

医用传感器:盘点 | 炜盛科技医用传感器合集

作为采集数据的关键,传感器不仅在工业和电子设备上发挥重要作用,在医疗行业中也扮演着重要角色。在医疗领域,各种物理、化学、生物传感器被设计制作成设备仪器,测量采集人体各种生理学指标。
传感器在医疗行业中的应用非常广泛且至关重要,其应用能够极大程度提升医疗设备的安全性、可靠性、稳定性,在医疗设备相关行业,主要涉及到压力、流量、温湿度、红外、氧气等传感器,常见应用领域有呼吸器械、麻醉器械、诊断监护类仪器等。
以新冠疫情中用到的医疗设备相关的传感器为例:
01
在额头或手腕上测体温的测温计用的是红外传感器;
02
医院办公室和病房的空气控制系统会用到高精度压差传感器;
03
疫苗、药品等生产、储藏运输所需的设备离不开温湿度传感器。
医疗领域常用传感器盘点
01
红外热电堆传感器
热电堆传感器是额温枪的核心元件,具有性价比高、使用寿命长、响应速度快、精度高等特点,其中的NTC芯片帮助红外热电堆在温度监测时得到更精准的测量数据。
主要用于:非接触式温度测量;耳温、额温等红外体温非接触测量;以及家用电器(微波炉、护发吹风机、空调等)温度测量与控制;人体存在式检测;
MRT311
02
MEMS流量传感器
流量传感器可测量或调节管内气体或液体的流速,具有精度高、响应速度快、重复性好、可精确测量极小流量的特点。
主要应用在重症监护呼吸机、 便携式呼吸机、便携式仪器、空气和环境保护、工业过程控制等。
F1031V
03
MEMS压力传感器
压力传感器在医疗患者病历检查和微创手术监测中发挥着重要作用,动脉血压、颅内压、肺内压等都是医疗过程中的重要参数指标。除此之外,医疗照护所需要的监测、治疗、保健等,都离不开压力传感器的精准测量。
除了精密的医疗手术设施,日常生活中常备的电子血压计等医疗用品也是通过压力传感器来实现自主实时测量。
WPAS01
04
臭氧传感器
以臭氧为核心的高级氧化工艺可以高效地灭活病毒,最终臭氧分解为氧气,是针对新冠病毒消杀的安全、绿色、环保的消毒技术。
臭氧常用于在医用领域如手术室、处置室、传染病区、烧烫伤病房、候诊区、医院卫生间等区域消毒净化。(还有消杀后空间内臭氧余量监测~)
ZE25-O3
05
MEMS口气传感器
大约 80%~90% 的口气与口腔疾病相关,直接来源则是口腔内的一部分细菌,分解食物残渣,产生了挥发性硫化物(VSCs)——这也是口气的主要成分。
造成口臭的原因非常复杂,但造成异味的主要成分通常是硫化氢(H2S)气体。通过对口腔异味的检测,可以发现患者可能存在的相关疾病。
GM-512B
06
柔性压力传感器
柔性压力传感器基于新型纳米压敏材料辅以舒适杨氏模量的超薄薄膜衬底一次性贴片而成,兼具防水和压敏双重功能。
当感知到外界压力时,传感器电阻值发生变化,采用简单的电路即可使传感器在感知压力变化后把压力信号转换成相应变化强度的电信号输出。主要应用于智能呼吸带、智能止鼾枕、智能鞋垫、智能手套、智能头盔。
DF9-40
@2kg
医用传感器:医用传感器  第3张

医用传感器:研究小组发现了新的化合物来减缓 SARS-CoV-2的复制机制

随着社会的不断发展,各种新技术开始在医学领域中得到充分的运用,例如医用传感器。医用传感器是生物医学科学和技术的尖兵,它对生物医学研究的正确结论起到了至关重要的地位。
医用传感器主要是将人体生理信号转换成医学电信号,在现代医学中,医用传感器实际上是代替了医生的感觉器官并起到延伸作用,它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。可以说,医用传感器技术的革新必将推动现代临床医学的更快发展。
什么是传感器?下面小编带您了解一下!
什么是医用传感器
医用传感器可以视为一套信息变换装置,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,医学传感器是一门十分综合的科学和技术。
医用传感器的原理
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),也有体表的(如心电等各类生物电)和体外的(如红外、生物磁等)。
医用传感器是将物理量(机械量,力学量等)的变化转化成电学量变化的一种装置,一般由弹性元件、传感元件和测量电路组成。
弹性元件是连接被测物体与传感元件的桥梁,是医用传感器的关键部件,它的结构形状,材料,加工精度,热处理工艺等都将影响传感器性能。弹性元件的加工工艺对医用传感器性能影响很大,一般应在粗加工之后经过热处理再进行精加工,然后进行专门的时效处理,以及为了提高弹性,减小机械滞后而进行静、动加载处理。
在结构方面,要求弹性元件只受到被测物理量的作用而尽量减小其它物理量的影响。弹性元件的材料应有较高的强度和韧性,且弹性好,滞后小,疲劳极限高,有较好的淬透性。弹性元件的形状按受力和变形分为悬臂梁、简支梁、纯弯曲型、拉压杆、空心圆轴、圆环、园薄片和薄壁管等形状,根据不同的用途可以选用不同的形式。
医用传感器是医用生物医学技术与工程技术的不断发展与结合的产物。
医用传感器的基本要求
医用传感器作为传感器的一个重要分支,其设计与应用必须考虑人体因素的影响,考虑生物信号的特殊性、复杂性,考虑生物医学传感器的生物相容性、可靠性、安全性。
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。
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。
医用传感器的分类
1.按照传感器的工作原理区分
物理传感器
利用物理性质或物理效应制成的传感器叫物理传感器,或把物理量转变为能为计算机识别的电学量的器件叫传感器。
化学传感器
化学传感器是把化学成分、浓度等转换成与之有确切关系的电学量的器件。它多是利用某些功能性膜对特定化学成分的选择作用把被测成分筛选出来,进而用电化学装置把它变为电学量。
生物传感器
生物传感器利用生物活性物质选择性的识别和测定实现测量,主要由两大部分组成:一为功能识别物质(分子识别元件),由其对被测物质进行特定识别;其二是电、光信号转换装置(换能器),由其把被测物所产生的化学反应转换成便于传输的电信号或光信号。
2.按照检测的种类区分
移传感器、流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器等。对于压力传感器,包括有金属应变片压力传感器、半导体压力传感器、电容压力传感器等等所有能够检测压力的传感器。对于温度传感器,包括热敏电阻、热电偶、pn结温度传感器等所有能够检测温度的传感器。
3.根据传感器所能替代的人体感官对传感器区分
视觉传感器
包括各种光学传感器以及其他能够替代视觉功能的传感器;
听觉传感器
包括各种拾吉器、压电传感器、电容传感器以及其他能够替代听觉功能的传感器;
嗅觉传感器
包括各种气体敏感传感器以及助他能够替代嗅觉功能的传感器。
这个分类方法有利于仿生传感器的开发。除了上述列举的常见传感器分类方法以外,还会根据传感器材料、传感器结构、能量转换分式等多种分类方法,都具有各自的优点与局限性。
医用传感器的主要用途
随着科学技术的日新月异,传感器在医疗领域的应用,可谓是包罗万象,应有尽有。
1.检测生物体信息
检测正常或异常生理参数。比如:先心病病人手术前须用血压传感器测量心内压力,估计缺陷程度;心血管疾病的基础研究中需要检测血液的粘度以及血脂含量。
2.临床监护
连续测定某些生理参数是否处于正常范围,以便及时预报。在ICU病房,对危重病人的体温、脉搏、血压、呼吸、心电等进行连续监护的监护仪。
3.人体控制
利用检测到的生理参数控制人体的生理过程。比如,用同步呼吸器抢救病人时,要检测病人的呼吸信号,以此来控制呼吸器的动作与人体呼吸同步。
4.临床检验
除直接从人体收集信息外,临床上常从各种体液(血、尿、唾液等)样品获得诊断信息。这类信息叫做生化检验信息。它是利用化学传感器和生物传感器来获取,是诊断各种疾病必不可少的依据。
文末小结
如今医疗传感器几乎无处不在,且仍在继续增长。医用传感器在医学研究与临床诊治中占据着重要地位,未来,随着工程技术和医学科学的进步,医用传感器也必将得到迅速发展。
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