新一代醫(yī)療傳感器性能及應(yīng)用領(lǐng)域分析

中國(guó)醫(yī)療器械市場(chǎng)每年正以15%的速度增長(zhǎng)，但是國(guó)產(chǎn)器械在諸如影像診斷設(shè)備、臨床監(jiān)護(hù)設(shè)備、激光儀器、心血管手術(shù)用品及導(dǎo)管類器械等高端市場(chǎng)上和歐美產(chǎn)品相比仍然存在較大差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)在重視自主技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，另一方面紛紛通過(guò)收購(gòu)及合作，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，選用國(guó)際一流水平的零部件，提升產(chǎn)品品質(zhì)，努力進(jìn)軍高端市場(chǎng)。

高端的醫(yī)療器械對(duì)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(dǎo)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(fù)過(guò)程。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)和夢(mèng)想，除了手術(shù)經(jīng)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)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(dǎo)管和消融器材。

目前，導(dǎo)管按功能分主要有熱稀釋導(dǎo)管、食道導(dǎo)管、尿道管、中心靜脈導(dǎo)管和顱內(nèi)壓力導(dǎo)管等，它們依據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同，在原有的導(dǎo)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(cè)和微創(chuàng)手術(shù)提供重要的指標(biāo)參數(shù)。
        
而射頻指無(wú)線電頻率，面對(duì)生物體的作用主要是熱效應(yīng)。當(dāng)射頻的電流頻率高到一定值時(shí)(>100kHz)，引起組織內(nèi)帶電荷的離子運(yùn)動(dòng)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(guò)對(duì)患處的病灶或者腫瘤細(xì)胞射頻加熱，最終殺死變態(tài)組織，達(dá)到最終治療目的。
       
上述導(dǎo)管和射頻消融微創(chuàng)手術(shù)具有創(chuàng)口小，無(wú)法直接觀察的特點(diǎn)，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(duì)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(dǎo)管及消融手術(shù)溫度傳感器

臨床快速溫度測(cè)量

與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計(jì)相比，電子體溫計(jì)具有不含水銀、讀數(shù)方便、測(cè)量時(shí)間短、測(cè)量精度高、能記憶等優(yōu)點(diǎn)，而臨床快速電子體溫計(jì)則是此類體溫計(jì)中的一個(gè)高端產(chǎn)品。
        
快速反應(yīng)電子體溫計(jì)一般由感溫探頭、信號(hào)處理單元、顯示屏、電源四部分構(gòu)成，信號(hào)處理單元內(nèi)部有加熱算法和預(yù)測(cè)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(shí)間；預(yù)測(cè)算法在探頭和人體接觸后開始運(yùn)行，利用溫度上升的趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)人體最終的體溫。最好的情況下此類體溫計(jì)4秒即可以出結(jié)果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于普通電子體溫計(jì)的2分鐘，測(cè)溫過(guò)程示意圖如圖2所示。
        
快速反應(yīng)電子體溫計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵部件是感溫探頭。為了快速而準(zhǔn)確的測(cè)量人體溫度，感溫探頭需要使用一個(gè)或幾個(gè)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(shí)，GE傳感與檢測(cè)提供更多的探頭整體定制，為客戶實(shí)現(xiàn)各種精心設(shè)計(jì)的探頭方案。

醫(yī)用和睡眠呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 
        
在進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)或者治療睡眠呼吸障礙疾病的時(shí)候，呼吸監(jiān)測(cè)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?，增加肺通氣量，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節(jié)約心臟儲(chǔ)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(cè)溫過(guò)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(jī)按照其功能一般可劃分以下幾類：
        
• 急救呼吸機(jī)：專用于現(xiàn)場(chǎng)急救
        
• 麻醉呼吸機(jī)：專用于麻醉呼吸管理
        
• 小兒呼吸機(jī)：專用于小兒和新生兒通氣支持和呼吸治療
        
• 高頻呼吸機(jī)：具備通氣頻率>60次/min功能
        
• 無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)：經(jīng)面罩或鼻罩完成通氣支持