哪些高科技傳感器應(yīng)用于應(yīng)對(duì)未來(lái)老齡化社會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題？

隨著人口的不斷增長(zhǎng)和老齡化，患者自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)變得越來(lái)越受歡迎。它們的流行不僅源于低成本，而且具有一致性和可重復(fù)性。此類別中的帶有傳感器的監(jiān)視設(shè)備也用途廣泛，因?yàn)樗鼈兗瓤梢杂糜卺t(yī)院，也可以在家中使用。

下面我們一起來(lái)了解在患者自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)中，可以應(yīng)用哪些高科技傳感器，來(lái)幫助我們應(yīng)對(duì)未來(lái)老齡化社會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題。

1、可植入傳感器

植入式傳感器必須小巧，輕便，并與體重兼容，并且只需要很少的功率即可操作。最重要的是，它們一定不能隨時(shí)間衰減。由于它們是III類醫(yī)療設(shè)備，因此它們自動(dòng)需要FDA批準(zhǔn)。

植入式傳感器在進(jìn)入生產(chǎn)之前通常需要兩到四年的開(kāi)發(fā)和實(shí)施時(shí)間。通常，它們更昂貴，并且需要專家手術(shù)植入它們。功率要求是植入式傳感器的主要挑戰(zhàn)之一，因此，可以在沒(méi)有電源的情況下運(yùn)行的傳感器是理想的選擇，但這種傳感器在市場(chǎng)上很少見(jiàn)。

例如，壓電聚合物傳感器，就是無(wú)須電源即能運(yùn)行的傳感器之一。它體積小，可靠，耐用且不需要電源，因此非常適合振動(dòng)檢測(cè)。這樣的傳感器可以用在監(jiān)測(cè)患者活動(dòng)的起搏器中。

壓電聚合物傳感器的形狀是一個(gè)微小的懸臂梁，其一端附有重量，隨著人體運(yùn)動(dòng)而下降。每次患者移動(dòng)時(shí)，傳感器都會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。

以心臟起搏器為例，心臟起搏器隨后會(huì)接收到該信號(hào)，并以所需的速度使心臟跳動(dòng)。傳感器可以區(qū)分各種活動(dòng)，例如步行，跑步或其他身體活動(dòng)。如果患者正在休息，則信號(hào)將為零，起搏器將以最小的速率使心臟跳動(dòng)。這樣，傳感器信號(hào)與活動(dòng)水平成正比。

微型壓電薄膜振動(dòng)傳感器的長(zhǎng)度為15/100英寸，包括裝有它的起搏器。植入的傳感器也可以由外部電源供電。例如，當(dāng)射頻（RF）能量棒放置在人體內(nèi)部的傳感器附近時(shí)，它將為傳感器供電，然后，傳感器將記錄患者的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)RF鏈接將數(shù)據(jù)傳輸回能量棒，然后返回休眠狀態(tài)。以這種方式使用植入式傳感器的另一個(gè)例子是腹主動(dòng)脈后動(dòng)脈瘤手術(shù)，其中植入式傳感器可以監(jiān)測(cè)手術(shù)位置的壓力泄漏。

2、導(dǎo)管和身體腔中的傳感器

相比植入人體的傳感器，通過(guò)切口插入的傳感器（通常在導(dǎo)管的尖端）的要求沒(méi)有那么嚴(yán)格，但仍需獲得FDA的批準(zhǔn)。根據(jù)手術(shù)程序的不同，這些傳感器需要運(yùn)行幾分鐘到幾小時(shí)，并且可以通過(guò)外部電源供電。

我們可以將導(dǎo)管末端的一對(duì)匹配的熱敏電阻引導(dǎo)至心臟的不同位置，以測(cè)量血液流量。它們可以通過(guò)線圈加熱或用冷流體沖洗以測(cè)量血液流速。當(dāng)用冷流體沖洗時(shí)，第一個(gè)傳感器比第二個(gè)傳感器冷卻得更多，因?yàn)檠骷訜崃说竭_(dá)第二個(gè)傳感器的流體。由于這兩個(gè)溫度傳感器相距已知的距離，在該距離處可以控制流體的溫度和體積，可以通過(guò)讀取兩個(gè)傳感器的電阻值之差來(lái)計(jì)算血流量。這些熱敏電阻不需要外部電源。

3、導(dǎo)管消融傳感器

導(dǎo)管消融傳感器是通過(guò)切口臨時(shí)插入的，包含射頻能量源和測(cè)力傳感器。

射頻能量（與可植入傳感器用于發(fā)送數(shù)據(jù)的射頻能量一樣）經(jīng)常用于消融過(guò)程中，以燒毀死組織。至關(guān)重要的是，導(dǎo)管尖端施加到目標(biāo)組織的力不得超過(guò)最大值，以避免對(duì)目標(biāo)組織穿孔的任何可能性。

4、一次性MEMS壓力傳感器

一次性MEMS壓力傳感器可用于子宮內(nèi)壓（IUP）傳感器以測(cè)量分娩時(shí)的收縮壓力和頻率。該方法比常規(guī)皮帶更可靠，并在緊急情況下使用。可以在這些傳感器中內(nèi)置其他功能，例如羊膜液輸注和抽出。這些傳感器通過(guò)子宮插入并駐留在羊膜囊中。當(dāng)嬰兒準(zhǔn)備分娩時(shí)，傳感器即被取出。

5、體腔傳感器

體腔傳感器包括測(cè)量體溫的口腔和直腸探針。這些溫度傳感器被設(shè)計(jì)為小巧而堅(jiān)固，并覆蓋有柔軟的涂層材料，以保護(hù)患者器官的內(nèi)層免于因接觸而遭受損壞。

6、微型熱電偶傳感器

微型熱電偶傳感器是靈活的細(xì)規(guī)熱電偶，可在需要快速，準(zhǔn)確的溫度測(cè)量時(shí)使用。熱電偶由兩種不同的金屬組成，一端連接在一起。兩種金屬產(chǎn)生一個(gè)很小的獨(dú)特電壓，可以通過(guò)熱電偶溫度計(jì)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和解釋。異種金屬分別絕緣，并且存在保護(hù)層以保持緊密的雙線構(gòu)造。微型熱電偶僅使用生物相容性材料制成，因此適用于醫(yī)療應(yīng)用。

7、外部傳感器

外部傳感器屬于一次性傳感器，可通過(guò)體液與人體產(chǎn)生接觸，但它們?nèi)晕挥谌梭w外部。

比如一次性血壓傳感器（DPS）。一次性血壓傳感器可用于外科手術(shù)程序和重癥監(jiān)護(hù)病房（ICU）中，以連續(xù)監(jiān)測(cè)患者的血壓。這是在手術(shù)或加護(hù)病房時(shí)測(cè)量血壓的可靠方法，通過(guò)將一次性血壓傳感器插入監(jiān)護(hù)儀中記錄患者的信息概況。但要注意的是，需要每24小時(shí)更換一次，以避免污染。

與藥物和體液接觸的另一個(gè)傳感器是用于血管成形術(shù)球囊充氣的傳感器。泵尖端的壓力傳感器將與鹽溶液接觸，該鹽溶液用作使氣球充氣和放氣的介質(zhì)。在此應(yīng)用中，壓力傳感器監(jiān)控施加的使氣球膨脹/收縮的壓力，并且需要承受200psi以上的壓力。如果施加的壓力太大，氣球可能會(huì)破裂并給患者帶來(lái)嚴(yán)重的并發(fā)癥。

編輯：jq