【产品】TE用于医疗设备中的压力传感器/NTC温度传感器/热释电传感器/极小型加速度传感器

2019-12-03 TE Connectivity

TE Connectivity传感器正在改变医疗设备的工作方式。由于大多数医疗设备都使用非一次性传感器,因此其设计必须保护传感器,防止其与药物以及体液接触。为此,首先需要针对设备的使用方式,选择合适的传感器。

随着人口增长和老龄化不断加剧,患者自动监护系统正变得越来越常用。 这些系统之所以越来越受欢迎,除了成本低之外,还得益于其具有持续性和可重复性。此领域的监测仪器中大量采用的传感器还具有多功能性,因为在医院和家中均可使用它们。如果已清楚了解您的应用和需要监测的参数,那么选择传感器会是一件简单的事情。最复杂的传感器首先是植入式传感器,随后依次是导管中使用的传感器(通过切口放入)和体腔中使用的传感器,位于体外但要与体液接触的传感器,以及在体外应用的传感器。


植入式传感器

植入式传感器需具备体积小、重量轻以及不受体重限制等特点,并且必须用极少的电力即可运行。 最重要的是,这些传感器绝不能随时间出现损坏。由于这些传感器是 III 类医疗器件,因此必须通过美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准。植入式传感器在进入生产阶段之前通常需要两到四年时间进行研发和实施。一般而言,这些传感器的成本更高,并需要由专家通过手术植入它们。电力要求是植入式传感器面临的主要挑战之一。无需电力即可运行的传感器是最理想的,但这类传感器在市面上很稀有。压电聚合物传感器具有小巧、可靠、耐用的优点并且无需电力,非常适合用于检测振动。此类传感器可在起搏器中用于监测患者的活动。

临时插入的传感器可工作几分钟到长达数小时不等,并需要 FDA 批准


这种压电传感器的形状是一个微小的悬臂梁,重量附着在随身体运动而垂下的一端。 每当患者移动时,传感器将产生信号。以起搏器为例,起搏器随后接收该信号并使心脏以所需的速率跳动。传感器可区分各种活动,如散步、跑步及其他体育活动。例如,如果患者正在休息,该信号将为零,因此起搏器将使心脏以最低速率跳动。在这种情况中,传感器信号与活动强度成正比。小型压电薄膜加速度传感器的长度为 15/100 英寸(包括容纳传感器的起搏器)。植入的传感器也可由外部电源提供电力。例如,将射频 (RF) 能量棒靠近植入体内的传感器时将为传感器供电。然后,传感器会记录患者的测量结果,通过射频链路将数据传回能量棒,再恢复到休眠状态。以这种方式使用植入式传感器的另一个例子,是在进行腹主动脉瘤手术后可以使用植入的传感器监测手术位置的压力泄漏。


导管和体腔中的传感器

可通过切口插入的传感器(通常位于导管尖端)不如植入式传感器的要求严苛,但仍需要 FDA 的批准。 根据手术过程的不同,这些传感器需要工作几分钟到长达数小时不等,并可通过外部电源提供电力。导管尖端一对匹配的热敏电阻可引入至心脏的不同位置,以此测量血流量。为测量血液流速,可用线圈对传感器进行加热或用冷流体对其进行冲洗。用冷流体冲洗时,第一个传感器的冷却程度高于第二个传感器,因为血流会使到达第二个传感器的流体升温。由于这两个温度传感器之间隔着一段已知的距离,而流体在其间的温度和体积受到控制,因此可通过读取两个传感器的电阻值之差来计算血流量。这些热敏电阻不需要外部电源。

(1)导管消融传感器

这些传感器通过切口临时插入。导管尖端包含射频能量源和力传感器。与植入式传感器应用中用于发送数据的射频能量类似,这些传感器的射频能量在消融手术中用于烧毁坏死组织。至关重要的一点是,由导管尖端施加到目标组织上的力不能超过最大值,以免出现任何刺穿目标组织的可能性。TE 的传感技术确保通过一个三轴力感系统能够同时在所有三个维度测量组织的接触力。

(2)基于MEMS的一次性硅压力传感器

这些器件在子宫内压力 (IUP) 传感器中用于测量分娩时的宫缩压力和频率。这种方法比传统的监测带更加可靠,可在危急情况下使用。这些传感器中还可添加其他功能,如羊水输注和抽取。这些传感器通过子宫插入并停留在羊膜囊中。准备好分娩时将传感器取出。

(3)体腔传感器

这些传感器包括测量体温的口腔和直肠温度探头。这些温度传感器设计为小巧而坚固的器件,并覆盖有柔软的涂层材料,从而保护患者的器官内层以免因接触而受伤。

(4)微型热电偶传感器

这些传感器是灵活的精细测量热电偶,适用于需要快速、准确温度测量的应用。热电偶包含两块不同的金属,两块金属在一端结合在一起。这两块金属产生一个很小的独特电压,可由热电偶温度计测量到并解读出来。这两块不同的金属经过单独绝缘,并具有外涂层,目的是保持一种密切的双线结构(通过 ANSI MC96.1-1982 认证)。TE 的微型热电偶仅使用具有生物兼容性的材料制成,因此非常适合于医疗应用。


与体液接触的体外传感器

有几种一次性传感器位于体外,但需要与体液接触。 此类传感器的一个示例就是一次性血压传感器 (DPS)。这些传感器在外科手术和重症监护病房 (ICU) 中用于连续监测患者的血压。在手术或 ICU 中时,这是一种可靠的血压测量方式。通过将一次性血压传感器插入监护仪,即可记录患者的测量信息。为了避免污染,这些传感器需要每 24 小时更换一次。另一种与药物以及体液接触的传感器是在血管成形术球囊扩张中使用的传感器。位于扩张泵尖端的压力传感器将与用来扩张和泄放球囊的生理盐水接触。在这种应用中,压力传感器负责监测扩张和泄放球囊的压力,需要承受的压力超过 200psi。如果施加太大的压力,球囊可能爆裂,导致患者出现严重的并发症。医疗设备制造商和传感器专家通过合作可开发出先进的技术。


医疗应用中使用的 TE 传感器

•输液泵的力传感器,用于检测阻塞(管堵塞)

•注射泵中的磁阻传感器,用于检测流速、空注射器和阻塞

拉绳位移传感器,用于远程手术工具定位以及 X 光/CT 扫描中的病床定位

•基于 MEMS 的极小型加速度传感器,用于测量帕金森氏症患者的震颤

压电薄膜传感器(也称为热释电传感器),用于睡眠呼吸暂停研究

压电薄膜收发器,用于检测输液泵/注射泵中是否存在气泡

•基于 MEMS 的力传感器,用于节约氧气和监测氧气罐氧气量

NTC温度传感器,用于测量皮肤温度或体温

•基于 MEMS 的压力传感器,用于袖带式血压传感器套件

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  • 深蓝的鱼 Lv6. 高级专家 2019-12-25
    TE也有医疗电气业务呀
  • 小向 Lv5. 技术专家 2019-12-24
    学习
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