新一代醫(yī)療傳感器性能及應(yīng)用領(lǐng)域分析

中國醫(yī)療器械市場每年正以15%的速度增長，但是國產(chǎn)器械在諸如影像診斷設(shè)備、臨床監(jiān)護設(shè)備、激光儀器、心血管手術(shù)用品及導管類器械等高端市場上和歐美產(chǎn)品相比仍然存在較大差距。國內(nèi)企業(yè)在重視自主技術(shù)創(chuàng)新的同時，另一方面紛紛通過收購及合作，引進國外先進技術(shù)，選用國際一流水平的零部件，提升產(chǎn)品品質(zhì)，努力進軍高端市場。

高端的醫(yī)療器械對于醫(yī)療傳感器在精度、穩(wěn)定性、可靠性和功能尺寸上也提出了更高的要求。 
        
微創(chuàng)導管及消融手術(shù)

現(xiàn)代微創(chuàng)外科手術(shù)大大減小了手術(shù)患者的創(chuàng)傷，減輕了他們的痛苦，并加快其恢復過程。而要實現(xiàn)這個目標和夢想，除了手術(shù)經(jīng)驗和監(jiān)測設(shè)備之外，更重要的是各種介入醫(yī)療器材的微小型化。其中就包括各種導管和消融器材。

目前，導管按功能分主要有熱稀釋導管、食道導管、尿道管、中心靜脈導管和顱內(nèi)壓力導管等，它們依據(jù)實際應(yīng)用的不同，在原有的導管設(shè)備基礎(chǔ)上，還需要安裝相應(yīng)的溫度或者壓力傳感器，為患者的病理檢測和微創(chuàng)手術(shù)提供重要的指標參數(shù)。
        
而射頻指無線電頻率，面對生物體的作用主要是熱效應(yīng)。當射頻的電流頻率高到一定值時(>100kHz)，引起組織內(nèi)帶電荷的離子運動即摩擦生熱( 60 ~100℃)。射頻消融設(shè)備常用的頻率為200 ~ 500kHz，輸出功率100~ 400W。其常見應(yīng)用有宮內(nèi)消融、心內(nèi)消融、腫瘤消融等。它們的主要原理都是通過對患處的病灶或者腫瘤細胞射頻加熱，最終殺死變態(tài)組織，達到最終治療目的。
       
上述導管和射頻消融微創(chuàng)手術(shù)具有創(chuàng)口小，無法直接觀察的特點，但溫度和壓力參數(shù)又是其手術(shù)成功的關(guān)鍵參數(shù)，因此對安裝在其前端的溫度傳感器和壓力傳感器要求更為苛刻：尺寸微小，但精度和可靠性極高。GE的AB6系列溫度傳感器專為此類應(yīng)用而開發(fā)（見圖1、表1）。

圖1 微型溫度傳感器AB6和壓力傳感器

表1： 微創(chuàng)導管及消融手術(shù)溫度傳感器

臨床快速溫度測量

與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計相比，電子體溫計具有不含水銀、讀數(shù)方便、測量時間短、測量精度高、能記憶等優(yōu)點，而臨床快速電子體溫計則是此類體溫計中的一個高端產(chǎn)品。
        
快速反應(yīng)電子體溫計一般由感溫探頭、信號處理單元、顯示屏、電源四部分構(gòu)成，信號處理單元內(nèi)部有加熱算法和預(yù)測算法。加熱算法使得感溫探頭接近人體溫度，縮短溫度上升時間；預(yù)測算法在探頭和人體接觸后開始運行，利用溫度上升的趨勢來預(yù)測人體最終的體溫。最好的情況下此類體溫計4秒即可以出結(jié)果，遠遠快于普通電子體溫計的2分鐘，測溫過程示意圖如圖2所示。
        
快速反應(yīng)電子體溫計的一個關(guān)鍵部件是感溫探頭。為了快速而準確的測量人體溫度，感溫探頭需要使用一個或幾個高精度快速反應(yīng)的熱敏電阻，GE的SC30熱敏電阻，非常契合此類應(yīng)用。同時，GE傳感與檢測提供更多的探頭整體定制，為客戶實現(xiàn)各種精心設(shè)計的探頭方案。

醫(yī)用和睡眠呼吸監(jiān)測系統(tǒng) 
        
在進行醫(yī)療手術(shù)或者治療睡眠呼吸障礙疾病的時候，呼吸監(jiān)測系統(tǒng)都是必不可少的醫(yī)療器械。它可以代替、控制或改變?nèi)说恼Ｉ砗粑黾臃瓮饬?，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節(jié)約心臟儲備能力的裝置；起到挽救生命、治療呼吸類疾病、改善生活質(zhì)量的效果。

圖2：測溫過程曲線示意圖

圖3： ChipCap 數(shù)字式溫濕度傳感器

醫(yī)用呼吸機按照其功能一般可劃分以下幾類：
        
• 急救呼吸機：專用于現(xiàn)場急救
        
• 麻醉呼吸機：專用于麻醉呼吸管理
        
• 小兒呼吸機：專用于小兒和新生兒通氣支持和呼吸治療
        
• 高頻呼吸機：具備通氣頻率>60次/min功能
        
• 無創(chuàng)呼吸機：經(jīng)面罩或鼻罩完成通氣支持