居家医疗应用传感器：因为可靠，所以信赖(2)

通过家庭护理提高生活质量，取决于设备部件的准确性和可靠性。制造 商的任务是提供用户友好型设备，这些设备不再由受过培训的工作 人员在受控的医疗机构中操作。家庭设备的生命周期也加剧了挑战。在家庭中，这些产品需要在承受高温、潮湿、温度的快速变化、掉落、振动 等因素的同时，提供准确、可重复的测量或治疗。要应对这些挑战，需要 成熟的设计和制造经验。 医疗应用传感器如何扩大家庭护理的范围 要确定患者的健康状况，五个常见的生命体征是体温、脉搏、呼吸频率、血压和血氧水平 (SpO2)。通过测量患者的血氧水平，可以调整向 患者输送氧气的流量。 制氧机可以使用压力传感器来确定患者呼气和吸气。以往的解决方案只 是提供恒定的氧气流，因此患者只能在大型氧气罐旁。这种方法 也浪费了大量的氧气，因为在两次呼吸之间，氧气流并不会停止。 而借助能够检测很低的满量程压力范围的数字或模拟压力传感器，即 可实现只在患者吸气时提供氧气。这减少了所需的氧气量，可以缩短机器的运行时间。

在制氧机应用中，这项技术可以减少设备的负荷，从而延长机器的电池寿命和整体生命周期。 为了增加呼吸设备的价值，传感器有能力检测压力的微小变化。例如，TE Connectivity (TE) LMI 和 LME 等压力传感器提供了很 低的满量程压力范围，足以准确地监测患者的呼吸，做到仅在患者吸气 时分配氧气。准确的低压设备还能为呼吸浅薄和存在肺部问题的患者 提供监测。 虽然有效的功能正在降低居家护理的成本，但这些设备需要维护或更换，会降低回报率。为了解决漂移、疲劳等问题，同时保持成本效益和可制造性，可以为强大的设备选择合适的技术和设计方案。这一点 正变得越来越重要。现代科技的压电、板载 MEMS 技术，如 TE 的 LMI 和 LME 设计，能够支持具有高成本效益的大规模生产，实现具备高压 灵敏性和低漂移性的低功耗医疗应用传感器。 压力传感器还提供空气流量、呼吸控制和过滤器清洁度监测功能。例 如，板载 MEMS 压力传感器 SM9000 和 SM7000 提供低至 125 帕 的超低压力范围，以检测很小的压力变化。对于制造系统的集成，安装 方向和其他因素也很重要。

TE 的 SMI 传感器提供 16 位数字或模拟输 出接口，简化了信号读出，易于系统集成，并且对安装方向不敏感。虽然 压力传感器的集成改善了呼吸设备的性能，但也存在一些其他因素，可 能危及患者将氧气吸收到血液中的能力。 血氧传感器使用光学传感器检测血液中的氧气。其配备一个简单易用 的无创指夹，能够容纳一个光源（通常是 LED）和一个光电探测器，以 监测患者的脉搏率、氧饱和度、血流量等。这是一种简易型设备，患者 可以在家自助操作。定期监测氧饱和度和其他生命体征有助于医疗保健 服务提供者了解导致健康状况发生变化的原因。这些额外的数据还有 助于确定患者是否需要寻求医生的帮助，以及患者需要在医生诊断之前 完成哪些测试。随着数字化趋势的发展，连接设备的采用越来越广泛。 通过合适的传感器技术，Bluetooth Low-Energy (BLE) 等低能量连 接技术可以将数据发送至手机或中间设备，使在线医生顺利地接收到数据。这可以帮助医生收集更多信息，同时允许患者自主移动，并提升 生活质量。 用于氧饱和度设备的光电传感器，不仅需要关注常见的漂移和疲劳等问 题，还需要具备小尺寸、低功耗和快速响应等特性。例如，EPM 系列是 一个专为医疗应用设计的光学传感器系列。

EPM 传感器采用具有双驱动的平面扩散式硅光电二极管，是一款能够检测血氧饱和度的小型高功率传感器。为了提高可制造性，消除兼容性问题，EPM 与 TE 的 ELM 系列光发射器和其他 660 纳米光发射器相匹配。ELM 的 660 nm（±3 nm）峰值波长的红光 LED 和三个红外波长 LED 在脉搏血氧 仪、SpO2 手指/耳部可重复使用探头、SpO2 一次性条状或蝴蝶状探 头中应用效果良好。 随着这些设备进一步扩展到家用场景，医护人员可以利用数据来动态改 变治疗方案，找到适合患者实时需求的方案。准确的监测可以推动家 用设备的自动化，促进人工监测和治疗的自动化，从而改善患者的生活 质量。例如，1型糖尿病患者全天监测自己的葡萄糖水平，并自助注射胰岛素。小型可穿戴设备不仅监测数据，而且可以通过准确的传感器和输液泵进行治疗。?

输液泵已在许多医疗场景中得到应用。能够检测力、超声波、位置、温度等指标的传感器也可以与输液泵集成，用于监测并自动向患者输送营 养物质和药物。在一些应用中，输液泵外形紧凑且省电，因此患者可以 全天佩戴。 对于糖尿病患者来说，葡萄糖传感器准确检测血液中的糖分，并保持与输液泵通信，然后保持基本的输送药液剂量的正确性。位置传感 器可以跟踪注射泵推杆的位移，同时预警可能发生的堵塞或气泡。 而在某些应用中，气泡可能危及患者的生命。幸运的是，与接收器相匹 配的压电传感器能够检测到气泡。这种传感器发出的超声波可在液体和 气体中表现不同的传播方式。例如，AD-101 超声波传感器可主动定位 液体流动中断情况，又可与输液泵协作，因此能够保证患者安好。 通常，输液泵中也会植入力传感器，以检测营养物质或药物流动中的堵 塞或阻力。太多的阻力或堵塞会使进出泵的导管膨胀。 如FS20 系列这样的传感器便见证了医疗技术在这一方面的变化。这种 易于集成的板式传感器提供低压缩力传感功能，具有标准化的零点和量 程可互换性，并对零点和量程相对于温度的变化进行热补偿。FS20 的 工作温度范围为 -40℃至 +85℃，以 FS 的百分比表示，零点和灵敏度 偏移（以 CTR 计算）为 ±.05。 还有更多传感器可以提供一些功能或选项，或许能够解决医疗设备 OEM 在开发过程中遇到的挑战。、

随着家庭护理需求的增加，设备正变 得越来越复杂，并继续推动市场对准确、可靠的传感器的需求。此外，面对复杂性的增加，我们可以正视设备对小型高功率传感器的需求。

医疗设备的趋势 随着医疗费用、需求和法规的增加，节省患者的就医时间是当务之急。 然而，要实现家庭护理，要实现比医疗机构同等或更优的医疗质量。OEM 需要经验丰富的制造商——能够设计和制造传感器， 且这些传感器可以兼容医疗应用，同时具有可制造性。这些传感器不仅 见证了它们在家庭医疗设备中的成功应用，还将监测患者的健康指标并 提供辅助治疗。 微机电系统和连接趋势也对制造商提出了更多的要求，要求他们与更多 的数字选项建立交互并提供更多的数字选件。随着更多关于可穿戴设 备和家庭护理设备的标准和法规的出台，数字和连接设备可能进入加 速发展期。制造商将以技术和制造能力继续响应严格的标准和法规要 求，保障医疗设备的正常工作。 欲获取更多信息，了解医疗应用传感器如何改善患者的生活质量，请访 问 TE 的医疗应用传感器应用和解决方案页面。