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医用传感器的分类及几种重要属性

时间:2021-03-17 点击次数:

医疗传感器是一种将人体生理信息转化为电信信息并具有一定功能关系的装置。它是传感器的一部分,应用于生物医学领域。医疗感应器是检测生命体征信息的感应器,它扩大了医生的感应器,把定性感扩展到定量检测上。它是医疗设备的重要组成部分。

医学传感器分类

按其工作原理,医疗传感器可分为:

物理传感器。

一种具有物理特性和物理影响的传感器。最常用的是金属电阻应变传感器,半导体压力传感器,压力传感器,光电传感器等。

化学传感器。

用化学物质和化学效应制成的传感器。这种传感器一般是通过离子选择感应膜,将化学成分、含量、浓度等无功率转换成相应的功率。如各种离子敏感电极,离子敏感管,湿度传感器等。

生物传感器。

利用生物活性物质作为传感器进行分子识别。该传感器一般采用酵素催化某种生化反应,或采用某种特定的组合来检测有机大分子的种类和含量,是近半个世纪以来发展起来的一种新的传感器。比如,酶传感器,微生物传感器,免疫传感器,组织传感器,DNA传感器等等。

生物电极传感器。

多种生物电学(心电学、脑电学、肌电学、神经元放电等)。

医学传感器的基本特性

医疗用传感器的基本特征是传感器输出与输入之间的关系,它是传感器应用的外部特征,但受传感器内部结构参数和外部特征的影响。

首先是静态特征。

静特性是传感器在生理量稳定时,输出与输入之间的关系,通常为非线性关系。静态特性要求工程应用中尽可能采用线性。

线性、灵敏度、滞后性、重复性、分辨率、零点漂移、温度漂移是衡量传感器静态性能的主要指标。

其次是动力特性。

感应器的动态特性是感应器对刺激(输入)做出反应(输出)。动态特性好的传感器,在动态(快速转换)输入信号的作用下,不仅可以精确测量出信号的波形尺寸,而且能够对信号幅度的变化作出准确的响应,不会因时间的变化而失真地再现被测信号的波形。

医学传感器应用

检查-检查身体正常或异常的生理指标。举例来说,心脏病患者在手术前必须使用血压传感器测量心脏的压力,以估计缺损程度。

监测-持续测量某些生理参数是否在正常范围内,以便及时作出预测。重症监护室连续监测危重病人的体温、脉搏、血压、呼吸和心电。

控制-使用检测到的生理参数来控制身体的生理活动。比如使用同步式呼吸器治疗病人,通过检测病人的呼吸信号来控制呼吸器的动作与人体呼吸同步。

医疗器械传感器基本要求

作为传感器的一个重要分支,医用传感器的设计与应用要考虑到人体因素的影响,生物信号的特殊与复杂,生物相容性,可靠性和安全性等问题。

1.传感器本身具有优良的技术性能,如灵敏度、线性、滞后性、重复性、频率响应范围、噪声比、温度漂移、零点漂移、灵敏度漂移等。

2.形状和结构应适合被测组织的剖解结构,并在使用中不会对被测组织造成损害。

3.对被测物体没有什么影响,不会对生理活动造成负担,也不会影响到正常生理功能。

4.具有足够的牢固性,当引入测试部位时不会脱落或损坏。

5.有足够的电绝缘性,确保人体安全。

6.进入人体后,可适应机体的化学作用,与其化学成分相容,不易腐蚀,对机体无不良刺激,无毒。

7.感应器进入血液或长时间埋在体内,不会造成凝固。

8.传感器操作简单,易于维护,结构上易于消毒。

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