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4种医疗电子领域传感器的应用

2014-01-15 15:32
天堂的苦涩
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  可穿戴的健康传感器早已面市,而一种可吸收的变形杆菌类传感器也早已诞生(已通过了FDA(美国食品及药物管理局)审核),传感器在医疗电子领域的应用屡见不鲜。本文主要介绍医疗电子领域中生物传感器、测压传感器、非接触式温度传感器的基本应用。

  测压传感器

  测压传感器是将力或重力转化为电信号的换能器。测压传感器应用在医学中被称为医用测压传感器,它们都必须高度精确并紧凑包装,以方便携带,特别是器械要与病人直接连接时。如果传感器用于某医疗器械集成的监测仪器内,要使用不锈钢和阳极化铝等标准包装材料。如果设备与人体或液体直接接触,则可使用可高压蒸汽灭菌的特种不锈钢或一次性传感器。下图展示了测压传感器在医疗上的应用。

  医用测压传感器早期曾用于病床负重监测,现在则将小型测压传感器应用到容易发生人为错误的领域,如:用于给药的输液泵。为了尽可能精确地调节流速以及便于护士随时监测,人们将测压传感器应用在输液泵上。这种传感器可准确测量输液袋的重量,当液体重量与预先设定值不同时,传感器会立即向连接的设备发出警告信息,并及时跟控制器通信。

  非接触式温度传感器

  一般来说,非接触式温度计可以测量从一个遥远的红外辐射热源排放的热。在没有明确的光纤温度传感器或一个红外光纤和红外线传感器组合许可的情况下,非接触式表面视线清楚。这可能有助于确定快速运动物体的表面温度,甚至在狭窄的地方和电磁场测量温度。AgClxBr1-X被认为是为低温度下测量的最佳选择。这些纤维的特点是灵活,不溶于水,且无毒。出于这个原因,卤化银红外光学纤维应用在红外光谱中,以及辐射测量和工业及医疗应用的热成像。

  生物传感器

  生物传感器对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测,它是由固定化的生物敏感材料做识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等)及信号放大装置构成的分析工具。

  在临床医学中,酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶,可制成微生物传感器。生物传感器已应用于监测多种细菌、病毒及其毒素。药物分析用生物传感器的典型代表产品是SPR生物传感器,这是一种表面膜共振分析,是实时测定生物分子结合的技术。

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