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适用于医用泵应用的传感器(一)
来源:赛斯维传感器网 发表于 2020/5/6

随着对医学进步的需求增加,传感技术将继续作为医学行业发展的基础,使其变得互联性能更好、更可靠且更安全。医疗设备、器械和探针中的电子系统依靠传感器信号进行控制操作、准确诊断和治疗。这些系统不断发展,可提供更复杂的功能,同时保持或提高可靠性。它们的使用越来越直观,更具移动性且互联性能更好的医疗产品仍是当前的趋势。此外,尽管医疗保健行业采用物联网 (IoT) 技术的速度比其他行业要慢,但医疗物联网 (IoMT) 有望改变我们保障人们安全和健康的方式,尤其是在降低医疗保健成本需求增加的情况下。

图 1:在输液期间监测流速和 / 或潜在的阻塞是低量程压缩力传感器的一个应用领域

这些趋势增加了对医疗产品和设备中的传感器的总体需求,但同时也推动这些传感器变得更小、更快、更准确和更可靠。对于大多数制造商来说,预算是有限的,这意味着低成本元件是理想的选择。因此,进入市场的创新传感器需要采用较小的外形尺寸,同时功能丰富且经济实惠。传感器在各种医疗功能(包括各种医用泵和流量应用)中扮演着至关重要的角色。输液泵是一种医用泵设备,可以在指定的时间内将规定的精确容量的液体(如营养素和药物)输送到患者体内。由于这种类型的医用泵相比手动输液具有明的显优势,因此它广泛用于临床环境(例如医院、疗养院)和家庭环境。这些优势包括能够管理非常小的剂量,确认已安排的容量以及由于自动管理而减少员工工作量。由于输液泵经常用于管理包括高风险药物在内的重要液体,因此泵故障会对患者安全产生重大影响。许多输液泵都配备了安全功能,例如警报或其他操作员提醒,可在出现问题时启动。例如,在某些泵的设计中,如果管道中检测到空气或其他堵塞,则会提醒患者和医护人员。对于某些较新的输液泵(通常称智能泵),如果存在不利的药物相互作用风险或用户设置的泵参数超出指定的安全限制,则会提醒用户。在传统和智能泵应用中,传感器是控制和监控输液泵的关键元件。它们旨在提供阻塞检测,监控注射液的流动,为电机控制提供反馈,在某些情况下还可以感测所管理的静脉注射液的温度。下图显示了典型输液泵中使用的传感器的可能位置。

图 2 :显示了典型输液泵应用中传感器的可能位置

医用泵应用中需要考虑许多泵变量。这些变量不仅包括输液量,还包括输液方式,后者可以是连续的、间歇的或由患者控制的。为了提供正确的液体流量,泵集成了力传感器,以检测可能的阻塞情况。力传感器通常安装在输送静脉注射液的管道的下方。当泵发生堵塞时,管道会膨胀。放置在管道与外壳相交处的力传感器可以监测管道部分施加到传感器上的力,

以检测此类膨胀。如果检测到此类膨胀,那么传感器会触发警报以警告用户。相同的工作原理可以应用于专为医疗专业人员在医院、收容所和家庭护理等场所的操作而设计的输液泵和设备。尽管用于外部使用情景(例如输液泵)的医用传感器往往比植入式传感器面临的技术挑战少,但它们仍必须满足严格的要求。即使为了提高便携性而将设备变得更小,用户仍然希望这些系统保持原有的功能和精确度。为了设计小巧且精确的医疗设备,传感器等元件还必须以低成本提供强大的功能。此外,可靠性对于大多数医用泵应用至关重要,尤其是输入重要液体的情况。


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