淺析：傳感器在醫(yī)療器械設(shè)計(jì)中的靈活應(yīng)用

醫(yī)療器械行業(yè)一個(gè)最大的趨勢(shì)就是小型化，即開(kāi)發(fā)更小型、更便攜的設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)醫(yī)院和家庭健康護(hù)理空間有限的挑戰(zhàn)，使得醫(yī)護(hù)人員能夠快速簡(jiǎn)單地把設(shè)備從一個(gè)病人處移到另一個(gè)病人處。呼吸機(jī)、診斷設(shè)備、泵及抽吸設(shè)備現(xiàn)都正在改進(jìn)以適應(yīng)這種趨勢(shì)變化。健康護(hù)理行業(yè)的發(fā)展為促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備小型化做出了重要貢獻(xiàn)，特別是在歐美，他們竭力將病人從住院治療盡快轉(zhuǎn)為家庭護(hù)理治療，而在家庭護(hù)理治療中便攜性對(duì)于病人接受護(hù)理和使用設(shè)備來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，這有助于他們獲得盡可能高的生活質(zhì)量。

設(shè)備小型化對(duì)醫(yī)療器械設(shè)計(jì)人員是一個(gè)挑戰(zhàn)，他們不僅要縮減產(chǎn)品的尺寸，還要設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)各種配置和護(hù)理設(shè)置的設(shè)備。因而，傳感器制造商開(kāi)始通過(guò)提供靈活的安裝選項(xiàng)、更小的尺寸以及將多個(gè)傳感器功能集成到一個(gè)封裝中來(lái)響應(yīng)設(shè)備小型化的需求。在某些情況下，有些傳感器甚至在以前未曾涉及到的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如外科手術(shù)器械。

傳感器平臺(tái)提供了多種機(jī)械接口、安裝方式、封裝類型和I/O選項(xiàng)，使得醫(yī)療器械設(shè)計(jì)人員能夠在降低成本和減小電路板空間的同時(shí)為其應(yīng)用選擇合適的接口。例如，壓力傳感器就可集成到多種設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗�提供有多種連接方式（端口樣式）、封裝形式（DIP、SIP、表面安裝）以及輸出（模擬或數(shù)字）選項(xiàng)。

靈活的傳感器封裝選項(xiàng)

傳感器具有靈活的封裝形式（包括歧管安裝和電纜組件選項(xiàng)），使得設(shè)計(jì)者在印刷電路板(PCB)上放置傳感器時(shí)具有更大的靈活性，此外，它還消除了管道和相關(guān)連接件的使用，使得醫(yī)療器械外形更加小巧，設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，裝配更加快捷。靈活的安裝選項(xiàng)還可確保傳感器被精確地放置在所需位置，即靠近患者或液體介質(zhì)（如血液、化學(xué)品或水）的位置，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確和高精度的測(cè)量。

壓力傳感器

傳感器能夠放置在靠近患者的位置對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵，比如在透析應(yīng)用中，準(zhǔn)確地測(cè)量透析液和靜脈壓力就非常重要。壓力傳感器必須能夠精確地監(jiān)測(cè)透析液和血液的壓力以確保其維持在所設(shè)定的范圍內(nèi)。

此類型應(yīng)用需求傳感器必須外形小巧且能夠耐受液體介質(zhì)。在許多情況下，與液體介質(zhì)不兼容的傳感器需要額外安裝部件來(lái)保護(hù)它，增加了產(chǎn)品的體積、費(fèi)用以及復(fù)雜性。液體介質(zhì)耐受力在監(jiān)測(cè)病人呼吸時(shí)顯得特別重要，因?yàn)榇颂幍膫鞲衅鞅仨毮軌虺惺懿∪说目人院秃舫龅某睗窨諝狻?/p>

例如，霍尼韋爾TruStability?HSC/SSC電路板安裝型壓力傳感器和26PC流通式壓力傳感器就可直接接觸液體，在過(guò)濾患者使用的透析液時(shí)迅速反饋透析液壓力。這些傳感器還為透析儀生產(chǎn)廠家提供了多種端口選項(xiàng)和封裝設(shè)計(jì)。

霍尼韋爾傳感與控制部的TruStability?電路板安裝型壓力傳感器提供了一系列機(jī)械接口、安裝方式和I/O選項(xiàng)以及液體介質(zhì)兼容性選項(xiàng)，使醫(yī)療器械設(shè)計(jì)人員能夠選擇正確的接口和封裝來(lái)減少電路板空間。

用于傷口護(hù)理的傳感器

負(fù)壓創(chuàng)面治療是另一種得益于壓力傳感器微型化的應(yīng)用，微型化傳感器能夠在最大限度地降低產(chǎn)品成本的同時(shí)為產(chǎn)品提供高可靠性和出色的質(zhì)量。通過(guò)平臺(tái)化的方式，醫(yī)療器械制造商可以在各種傷口護(hù)理產(chǎn)品中使用相同的基本型傳感器，設(shè)計(jì)人員能夠縮放輸出以滿足應(yīng)用的具體需求。例如，霍尼韋爾的NBP系列電路板安裝基本型壓力傳感器就提供了一系列封裝類型、壓力范圍、外殼和端口選項(xiàng)，使其能夠在考慮到成本的同時(shí)更容易地集成到醫(yī)療器械中。NBP系列傳感器被封裝在一個(gè)7mmx7mm的空間內(nèi)，能夠滿足便攜式家庭健康護(hù)理產(chǎn)品的空間需求。

霍尼韋爾的NBP系列電路板安裝基本型壓力傳感器外形小巧，易于放置在緊密間隔的印刷電路板上或小型設(shè)備中。一系列封裝類型、壓力范圍、外殼、凝膠涂層以及端口選項(xiàng)能夠滿足醫(yī)療設(shè)計(jì)人員特定的應(yīng)用需求。

觸力傳感器

觸力傳感器在醫(yī)療應(yīng)用中（如輸液泵等）用于測(cè)量藥物輸送管中的壓力。這些傳感器采用了壓阻技術(shù)，外形小巧，能夠精確、可靠地感觸力(<100ppm)。傳感器對(duì)壓力變化的高靈敏度使其能夠盡早地發(fā)現(xiàn)堵塞問(wèn)題并及時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警通知醫(yī)護(hù)人員，從而提高了病人的安全性。這些傳感器的量程還能夠縮放至不同的壓力范圍，包括0到1?磅力(FS01)和0至3磅力(FS03)，并針對(duì)多個(gè)量程范圍提供了預(yù)驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)了更大的設(shè)計(jì)靈活性。

觸力傳感器有多種封裝類型可選，能夠按照多種附著方式安裝到設(shè)備管道上，提供了最大的靈活性，尤其是在輸液泵和透析應(yīng)用中�；裟犴f爾的FSS、FSG及FS01/FS03系列觸力傳感器提供了多種封裝類型和結(jié)構(gòu)尺寸，易于集成到空間受限的輸液泵應(yīng)用中且更加便攜，提高了患者的生活質(zhì)量。此外霍尼韋爾的FSS和FSG觸力傳感器產(chǎn)品線還增加了翼形引腳，使得醫(yī)療器械制造商能夠從通孔設(shè)計(jì)變?yōu)楸砻姘惭b設(shè)計(jì)，更有利于當(dāng)前的大批量生產(chǎn)。

集成元件

有些傳感器（如溫度傳感器和濕度傳感器）集成了多種功能，這將進(jìn)一步促進(jìn)設(shè)備的小型化趨勢(shì)，具有多種裝配和制造優(yōu)勢(shì)，包括：

-通過(guò)消除電路板上的多個(gè)傳感器簡(jiǎn)化了設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和安裝。

-增強(qiáng)了設(shè)備的功能。

-提高了患者的舒適度和安全性：由于設(shè)備帶有集成傳感器，其易損壞的零部件數(shù)量以及連接點(diǎn)變少了，減少了潛在的故障源數(shù)量。

-通過(guò)消除PCB板到微處理器的電路