醫(yī)用傳感器

1 定義

　　l醫(yī)用傳感器，顧名思義，它所拾取的信息是人體的生理信息，而它的輸出常以電信號(hào)來(lái)表現(xiàn)。

　　l人體生理信息有電信息和非電信息兩大類，從分布來(lái)說(shuō)有體內(nèi)的（如血壓等各類壓力），也有體表的（如心電等各類生物電)和體外的(如紅外、生物磁等）

2 醫(yī)用學(xué)傳感器的分類

　　化學(xué)傳感器

　　利用化學(xué)反應(yīng)原理，把化學(xué)成分、濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)

　　生物傳感器

　　利用生物活性物質(zhì)選擇性識(shí)別來(lái)測(cè)定生化物質(zhì)

　　物理傳感器

　　利用材料的物理變化

　　醫(yī)用傳感器按工作原理分類，大致可分為：

　　生物電電極傳感器

　　機(jī)體的各種生物電（心電、腦電、肌電、神經(jīng)元放電等）

3 基本要求

　　醫(yī)用傳感器作為傳感器的一個(gè)重要分支，其設(shè)計(jì)與應(yīng)用必須考慮人體因素的影響，考慮生物信號(hào)的特殊性、復(fù)雜性，考慮生物醫(yī)學(xué)傳感器的生物相容性、可靠性、安全性。

　　1傳感器本身具有良好的技術(shù)性能，如靈敏度、線性、遲滯、重復(fù)性、頻率響應(yīng)范圍、信噪比、溫度漂移、零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移等。

　　2傳感器的形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)與被檢測(cè)部位的解剖結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，使用時(shí)，對(duì)被測(cè)組織的損害要小。

　　3傳感器對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響要小，不會(huì)對(duì)生理活動(dòng)帶來(lái)負(fù)擔(dān)，不干擾正常生理功能。

　　4傳感器要有足夠的牢固性，引進(jìn)到待測(cè)部位時(shí)，不致脫落、損壞。

　　5傳感器與人體要有足夠的電絕緣，以保證人體安全。

　　6傳感器進(jìn)入人體能適應(yīng)生物體內(nèi)的化學(xué)作用，與生物體內(nèi)的化學(xué)成分相容，不易被腐蝕、對(duì)人體無(wú)不良刺激，并且無(wú)毒。

　　7傳感器進(jìn)入血液中或長(zhǎng)期埋于體內(nèi)，不應(yīng)引起血凝。

　　8傳感器應(yīng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，結(jié)構(gòu)上便于消毒。

4 醫(yī)學(xué)上的用途

　　檢測(cè)－檢測(cè)正常或異常生理參數(shù)。比如：先心病病人手術(shù)前須用血壓傳感器測(cè)量心內(nèi)壓力，估計(jì)缺陷程度。

　　監(jiān)護(hù)－連續(xù)測(cè)定某些生理參數(shù)是否處于正常范圍，以便及時(shí)預(yù)報(bào)。在ICU病房，對(duì)危重病人的體溫、脈搏、血壓、呼吸、心電等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)護(hù)的監(jiān)護(hù)儀。

　　控制－即利用檢測(cè)到的生理參數(shù)控制人體的生理過(guò)程。比如，用同步呼吸器搶救病人時(shí)，要檢測(cè)病人的呼吸信號(hào)，以此來(lái)控制呼吸器的動(dòng)作與人體呼吸同步。

　　通常醫(yī)院中病人的護(hù)理都必須依靠護(hù)士不斷巡視病房，定時(shí)測(cè)量病人的體溫、血壓、腎功能等指標(biāo)，十分費(fèi)工費(fèi)事，而且靈敏度、準(zhǔn)確率也不高。隨著重組DNA技術(shù)、單克隆抗體技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的并列發(fā)展，傳感器與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合，不僅可以超微量地檢測(cè)人體外的血樣、尿樣中的生化代謝物，而且已發(fā)展為不用抽血、抽體液直接可以測(cè)得人體內(nèi)生化代謝物的變化情況，通過(guò)檢測(cè)傳染病的抗原、體激素含量、血清蛋白含量等等以診斷疾病。掌握糖尿病、癌癥、中毒、病毒感染等各種疾病以及因懷孕而引起的生理變化情況。世界各國(guó)都在積極開(kāi)發(fā)應(yīng)用這項(xiàng)臨床診斷和檢測(cè)技術(shù)。

　　1987年美國(guó)卡迪夫大學(xué)工業(yè)中心的丹尼斯·史密斯博士也研制了一種植入人體后可以在心臟病發(fā)作和糖尿病昏迷前向病人或醫(yī)護(hù)人員發(fā)出告警的傳感器。這種傳感器可以根據(jù)病人體內(nèi)生化代謝物的變化情況，及時(shí)提醒患者服用適當(dāng)?shù)乃幬镆苑乐共∏閻夯?/p>

　　1991年，英國(guó)科研人員利用酶制成了一種新的分子傳感器。這種傳感器具有監(jiān)測(cè)人或動(dòng)物體內(nèi)生理變化的能力。該傳感器有助于醫(yī)護(hù)人員探測(cè)病人體內(nèi)重要的化學(xué)物質(zhì)，包括糖尿病人體內(nèi)的葡萄糖含量和胃病患者的膽汁酸含量等。