一文读懂医疗传感器

在过去，医生收集病人信息的方式比较简单，基本上都是“望闻问切”以及简单的检查。我国在上世纪六十年代建立了医学工程，多种高科技医疗设备被开发出来，大大丰富了医生收集病人信息的方式，也提高了诊疗和治疗的整体水平。在医学领域，传感器起到的是“耳目”的作用。

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。它所拾取的信息是人体的生理信息，而它的输出常以电信号来表现。

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）

医用传感器作为传感器的一个重要分支，其设计与应用必须考虑人体因素的影响，考虑生物信号的特殊性、复杂性，考虑生物医学传感器的生物相容性、可靠性、安全性。

检测生物体信息

如心脏手术前检测心内压力；心血管疾病的基础研究中需要检测血液的粘度以及血脂含量。

临床监护

如病人在进行手术前后需要连续检测体温、脉搏、血压、呼吸、心电等生理参数。

控制

利用检测到的生理参数，控制人体的生理过程。如电子假肢等。

检测的指标

按应用形式分

植入式传感器、暂时植入体腔(或切口)式传感器、体外传感器、用于外部设备的传感器

按工作原理分

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

化学传感器是利用化学性质与化学效应制成的传感器。这种传感器一般是通过离子选择性敏感膜将某些化学成分、含量、浓度等非电量转换成与之有对应关系的电学量。比如说：不同种类的离子敏感电极、离子敏场效应管、湿度传感器等。

生物医学用各种化学换能器测量的化学物质有：K+、Na+、Ca2+、Cl-、O2、CO2、NH3、H+、Li+ 等。

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

生物传感器是采用包含有生物活性物质作为分子识别系统的传感器。这个传感器一般是利用酶催化某种生化反应或者通过某种特异性的结合，检测大分子有机物质的种类及含量，就是最近半个世纪发展起来的新型传感器。比如：酶传感器，微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、DNA传感器等。

3、物理传感器

利用材料的物理变化

物理传感器是利用物理性质和物理效应制成的传感器。属于这种类型的传感器最多，比如说金属电阻应变式传感器、半导体压阻式传感器、压电式传感器、光电式传感器等。

各种物理传感器检测的内容

4、生物电电极传感器

肌体的各种生物电，包括：心电、脑电、肌电、神经元放电等

按人体器官的仿生类型分

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；

听觉传感器

包括各种拾音器、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；

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。

肌肉与髋关节的诊断往往很复杂，且价格不菲。人一旦意识到这些部位有所不适，往往为时已晚。较深的伤口与手术内切口情况也是如此。

有一种传感器可以无缝植入人体，并且能在体外接收到实时监控信息。首先它不会引发感染或机体免疫反应。同时，这种传感器在嵌入之后还不能影响组织的正常机能，比如肌肉的拉伸性。

现今的医学传感器都是刚性的，这就导致它们无法监测皮肤等组织。但很多器官和组织都是三维的多层生物结构。监测这些组织就需要线这样的传感器。