發布日期：2022-10-07 點擊率：57
可穿戴的健康傳感器早已面市，但是你聽說過可吸收的變形桿菌類傳感器嗎？這種新穎的傳感器來自美國加州變形桿菌數字健康中心，于七月通過了FDA（美國食品及藥物管理局）審核。一粒沙顆粒大小般的傳感器可以集成到一片藥物里面，真正讓我們看到了科技的力量。
在胃里的時候，這種傳感器完全跟胃液進行接觸，然后會根據攝入時機傳達獨特的信號。這些信號會通過身體組織傳達到皮膚上一個電池驅動的貼片，這樣就可以檢測到各種信號以及生理和行為指標，例如心率、體位和活動。當然最后這個變形桿菌類別的傳感器會像高纖維食物一樣流出體內，一般會維持7天壽命。
在此之前，傳感器在醫療領域的應用已經很廣泛。下面就介紹醫療電子中幾類主要的傳感器及其應用。
生物傳感器
生物傳感器對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測，它是由固定化的生物敏感材料做識別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質）與適當的理化換能器（如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等）及信號放大裝置構成的分析工具。
生物傳感器是一個非常活躍的研究和工程技術領域，它與生物信息學、生物芯片、生物控制論、仿生學、生物計算機等學科一起，處在生命科學和信息科學的交叉區域。生物傳感技術不僅為基礎醫學研究及臨床診斷提供了一種快速簡便的新型方法。在臨床醫學中，酶電極是最早研制且應用最多的一種傳感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物傳感器。生物傳感器已應用于監測多種細菌、病毒及其毒素。
藥物分析用生物傳感器的典型代表產品是SPR生物傳感器，這是一種表面膜共振分析，是實時測定生物分子結合的技術。它是以抗原抗體結合分析為例，將抗原(或抗體)通過表面化學方法固定在芯片的金箔表面，然后讓抗體(或抗原)流過，抗原抗體的結合將改變膜表面液體性狀，從而影響金箔共振性質，這一改變可被實時檢測并記錄下來(這被稱為結合相)。如改讓緩沖液流過，結合的抗體(或抗原)將解離并被帶走，這同樣改變膜表面液體性狀，檢測并記錄下來的金箔共振性質改變就是解離相。
測壓傳感器
測壓傳感器是將力或重力轉化為電信號的換能器。幾十年來，這種傳感器廣泛用于各行各業的測量和傳感領域。大多數測壓傳感器的核心部件是電阻應變計。該元件受到拉力或壓力時，電阻會發生變化。箔應變計是最常用的一種，由經過熱處理的超薄金屬箔片制成。該箔片可以在介電薄層上化學蝕刻而成，或者采用真空沉積或濺射技術，通過材料的分子鍵合附著在介電層上。后一種技術通常稱為薄膜法。理想的應變計應該體積小，成本低，對于負荷方向上的應變極為靈敏，而且不受周圍環境溫度變化的影響。
測壓傳感器應用在醫學中被稱為醫用測壓傳感器，它們都必須高度精確并緊湊包裝，以方便攜帶，特別是器械要與病人直接連接時。如果傳感器用于某醫療器械集成的監測儀器內，要使用不銹鋼和陽極化鋁等標準包裝材料。如果設備與人體或液體直接接觸，則可使用可高壓蒸汽滅菌的特種不銹鋼或一次性傳感器。
醫用測壓傳感器早期曾用于力學測量等領域，如病床負重監測，現在則將小型測壓傳感器應用到容易發生人為錯誤的領域，例如：用于給藥的輸液泵。以往，人們將液體、藥物或營養液裝到輸液袋中，懸掛起來，使液體通過軟管依靠重力輸入病人體內。為了盡可能精確地調節流速，人們使用了各種鉗夾方法。另外，護士還要頻繁地監測輸液，確保輸液正確，輸液袋內液體尚未流盡，而且未發生回血。將測壓傳感器和監測系統引入簡易輸液設備中，省卻了主觀判斷的過程。測壓傳感器可準確測量輸液袋的重量，當液體重量與預先設定值不同時，傳感器會立即向連接的設備發出警告信息。通常，小型彎梁測壓傳感器安裝在軟管下的儲液器上。傳感器可檢測輸液期間的導管重量變化，并與電子控制器進行數據通信。
非接觸式溫度傳感器
一般來說，非接觸式溫度計可以測量從一個遙遠的紅外輻射熱源排放的熱。在沒有明確的光纖溫度傳感器或一個紅外光纖和紅外線傳感器組合許可的情況下，非接觸式表面視線清楚。這可能有助于確定快速運動物體的表面溫度，甚至在狹窄的地方和電磁場測量溫度。AgClxBr1-X被認為是為低溫度下測量的最佳選擇。這些纖維的特點是靈活，不溶于水，且無毒。出于這個原因，鹵化銀紅外光學纖維應用在紅外光譜中，以及輻射測量和工業及醫療應用的熱成像。
傳感器在醫療中的其它用途
如今，傳感器已普遍應用在各種監護儀器中。監護儀用于診療環境（如手術室、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、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。
制氧機的作用在于減少輸送給病人空氣中的氮，同時增加氧的比例。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。
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檢測病人何時開始呼氣（即何時應減少空氣流量），使病人呼氣容易和感覺舒適。
低壓和超低壓塑封硅壓力傳感器可檢測病人開始吸氣的時刻，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間，而且還可避免在病人不吸氣時供氧所造成的浪費。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，這種不銹鋼介質隔離式的壓力傳感器還能檢測緩沖罐的壓力，同時可向壓縮機反饋信號，使壓縮機保持適度的壓力。
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