医用传感器是应用于生物医学领域的那一部分传感器,是把人体的生理信息转换成为与之有确定函数关系的电信息的变换装置。

1.什么是医用传感器

医用传感器的一种用来感知生物的各种信息并转换成容易处理的电信号器件,在医学仪器的研制和医学实验中占有重要地位。从下图所示的医学测量系统框图可以看出,它是医学测量仪器的第一个环节,是医学仪器与人体直接耦合的环节,也是一个关键环节。如果没有医用传感器对原始参量进行精确可靠是测量,那么后续各环节再先进也得不到正确结果。另外,医用传感器为医学诊断仪器提供的是特定信息,它往往决定着医学仪器的测量原理和结构设计。

 

什么是医用传感器

(图片来源于互联网)


 

2.医用传感器工作原理

人体生理信息有电信息和非电信息两大类,从分布来说有体内的(如血压等各类压力),也有体表的(如心电等各类生物电)和体外的(如红外、生物磁等)。

 

一、按照传感器的工作原理区分:


1、化学传感器:利用化学反应原理,把化学成分、浓度转换成电信号


2、生物传感器:利用生物活性物质选择性识别来测定生化物质


3、物理传感器:利用材料的物理变化


二、按照检测的种类来区分
移传感器、流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器等。对于压力传感器,包括有金属应变片压力传感器、半导体压力传感器、电容压力传感器等等所有能够检测压力的传感器。对于温度传感器,包括热敏电阻、热电偶、pn结温度传感器等所有能够检测温度的传感器。


三、根据传感器所能替代的人体感官对传感器进行分类的方法。

1、视觉传感器:包括各种光学传感器以及其他能够替代视觉功能的传感器;


2、听觉传感器:包括各种拾吉器、压电传感器、电容传感器以及其他能够替代听觉功能的传感器;


3、嗅觉传感器:包括各种气体敏感传感器以及咒他能够替代嗅觉功能的传感器。


这个分类方法有利于仿生传感器的开发。除了广述列举的常见传感器分类方法以外,还会根据传感器材料、传感器结构、能量转换分式等多种分类方法,都具有各自的优点与局限性

 

3.医用传感器作用

(1)提供诊断用信息:如心音、血压、脉搏、血流、呼吸、体温等信息、供临床诊断和医学研究用。


(2)监护:长时间连续测定某些参量,监视这些参数是否处于规定的范围内,以便了解病人的恢复过程,出现异常时及时报警。一心脏手术后的病人需监视其体温、脉搏、动脉压、静脉压、呼吸和心电等一系列的参数变化情况。


(3)人体控制:利用检测到的生理参数控制人体的生理过程。例如自动呼吸器就是用传感器检测病人的呼吸信号来控制呼吸器的动作,使人与人体呼吸同步;又如电子假肢就是用测得的肌电信号控制人体假肢体的运动;再如体外循环的血流血压控制等。


(4)临床检验:除直接从人体收集信息外,临床上常从各种体液(血、尿、唾液等)样品获得诊断信息。这类信息叫做生化检验信息。它是利用化学传感器和生物传感器来获取,是诊断各种疾病必不可少的依据。