醫(yī)用傳感器的分類及醫(yī)用傳感器的主要技術要求

（文章來源：Winsen傳感）

近年來，針對不同疾病和創(chuàng)傷患者開發(fā)的傳感器可謂不勝枚舉，現代的創(chuàng)新醫(yī)療器械產品背后，大都離不開傳感器的功勞。相比于傳統(tǒng)中醫(yī)講究“望、聞、問、切”的診斷方式，在現代醫(yī)學中，傳感器在很大程度上充當了醫(yī)生的感覺器官，將定性的感覺擴展為定量的檢測，是醫(yī)療設備的關鍵器件。

在醫(yī)學領域，傳感器種類繁多，目的用途各異，基于不同的分類基準，有不同的分類。一般醫(yī)用傳感器的分類如下：按應用形式分類，植入式傳感器、暫時植入體腔(或切口)式傳感器、體外傳感器、用于外部設備的傳感器。按檢測種類分類，位移傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器等。

按工作原理分類，按工作原理主要分為：物理傳感器、生物傳感器、化學傳感器、生物電極傳感器。醫(yī)用傳感技術的發(fā)展，醫(yī)用傳感器技術有兩個發(fā)展方向，一個是傳感器本身的研究開發(fā)，另一個是傳感器與計算機信息技術相結合的系統(tǒng)研究開發(fā)。

其中傳感器本身的研究開發(fā)又有兩個分支，一個是有關傳感器基礎研究，即研究傳感器所需要的新技術和新原理。近年來，醫(yī)用傳感器產品開發(fā)則越來越熱，將傳感器技術產品化在醫(yī)療器械產品領域更是日益火爆，一時間，可穿戴，人工智能AI，手術機器人等創(chuàng)新型醫(yī)療產品猶如雨后春筍一般層出不窮。

現代醫(yī)用傳感器技術已經擺脫了傳統(tǒng)醫(yī)用傳感器體積大，性能差等技術缺點，形成了智能化、微型化、多參數、可遙控和無創(chuàng)檢測等新的發(fā)展方向。

醫(yī)用傳感器的發(fā)展已經是制約高端、先進醫(yī)療設備發(fā)展的關鍵技術之一，同時也是促進醫(yī)學發(fā)展的主要動力之一。傳感器核心的價值在于數據采集，其次就是精確度高。醫(yī)用傳感器作為傳感器的一個重要分支，其設計與應用必須考慮人體因素的影響，考慮生物信號的特殊性、復雜性，考慮生物醫(yī)學傳感器的生物相容性、可靠性、安全性。

醫(yī)用傳感器的主要技術要求：傳感器本身具有良好的技術性能，如靈敏度、線性、遲滯、重復性、頻率響應范圍、信噪比、溫度漂移、零點漂移、靈敏度漂移等。傳感器的形狀和結構應與被檢測部位的解剖結構相適應，使用時，對被測組織的損害要小。傳感器對被測對象的影響要小，不會對生理活動帶來負擔，不干擾正常生理功能。傳感器要有足夠的牢固性，引進到待測部位時，不致脫落、損壞。

傳感器與人體要有足夠的電絕緣，以保證人體安全。傳感器進入人體能適應生物體內的化學作用，與生物體內的化學成分相容，不易被腐蝕、對人體無不良刺激，并且無毒。傳感器進入血液中或長期埋于體內，不應引起血凝。傳感器應操作簡單、維護方便，結構上便于消毒。相關醫(yī)療專業(yè)人士表示，醫(yī)療器械要求的故障率不能超過萬分之一，醫(yī)用傳感器作為各種醫(yī)療設備的核心部分，性能要求更是嚴格。

就拿最近各國都爭先搶購的呼吸機來說，一臺總重量不超過1.5公斤的呼吸機，牽涉到的零配件超過100種，其中最重要的核心硬件一個是馬達，另一個就是傳感器。比如呼吸機中應用歷史最久的流量傳感器， 它的性能好壞會直接影響到呼吸機參數的準確性和可靠性。

醫(yī)用傳感器的應用大大降低了人工成本，并且有效降低了錯誤產生率，提高了疾病診斷的可靠性和精確性。在臨床醫(yī)學上主要應用在以下幾個方面：提供診斷用生物體信息：如心音、血壓、脈搏、血流、呼吸、體溫等信息，供臨床診斷和醫(yī)學研究用。如心臟手術前檢測心內壓力；心血管疾病的基礎研究中檢測血液的粘度以及血脂含量。

臨床監(jiān)護：長時間連續(xù)測定某些參量，監(jiān)視這些參數是否處于規(guī)定的范圍內，以便了解病人的恢復過程，出現異常時及時報警。如病人在進行手術前后需要連續(xù)監(jiān)測體溫、脈搏、血壓、呼吸、心電等生理參數。

人體控制：利用監(jiān)測到的生理參數控制人體的生理過程。例如自動呼吸器就是用傳感器檢測病人的呼吸信號來控制呼吸器的動作，使人與正常狀態(tài)呼吸同步；又如電子假肢就是用測得的肌電信號控制人體假肢體的運動；再如體外循環(huán)的血流血壓控制等。該特點在康復機器人領域應用甚廣。

臨床檢驗：除直接從人體收集信息外，臨床上常從各種體液（血、尿、唾液等）樣品獲得診斷信息。（這類信息叫做生化檢驗信息，它是利用化學傳感器和生物傳感器來獲取，是診斷各種疾病必不可少的依據。）
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