医用传感器迅速发展,传感器技术在医疗器械领域的应用已成为制约高端、先进医疗设备发展的关键因素,同时也是促进医学发展的主要动力之一。今天我们来聊一聊医用传感器的主要应用和发展趋势。
主要应用方面
医用传感器在医用产品化的应用案例除了常见的医用超声波检测和CT、CR、DR等医疗设备外;从医用设备呼吸机、血液分析仪、多参数监护仪、核磁共振仪、心脑电导联系统、心血管系统装置,到目前热门的移动互联医疗、远程医疗、人工智能AI医疗、手术机器人等,都有医用传感器的身影。不难预测在现代医学领域中,传感器的应用会越来越广泛和深入。
未来发展趋势
传感器在医学研究与临床诊治中占据着重要地位,随着工程技术和医学科学的进步,生物医学传感器也必将得到迅速发展。当今医用传感器的研究方向包括但不限于各种创新型传感器、多功能传感器和智能传感器。
超低功耗传感器
英国剑桥大学工程学院研发的超低功耗晶体管,能够捕获其周围环境中的能量,无需电池也能工作数月甚至数年。它能够在非常低的温度制造;能够印刷在任何材料表面,从玻璃和塑料到聚酯和纸张;其尺寸可继续缩小;可提供同样的高增益或信号放大能力。常用于可穿戴器件和植入式器件,很好地满足健康监控的需求。
3D打印传感器
美国一研究学院公报称,其研究小组开发出一种新的3D打印技术,可打印具有集成传感器功能的器官芯片。他们将柔性应变传感器与人体组织微架构集成,并开发出6种不同的“油墨”,然后利用3D打印技术打印出心脏芯片。这个芯片上有众多“小井”,每个“小井”中有独立的组织和集成传感器。利用这种芯片,能够研究多种心脏组织。
智能尘埃
智能尘埃是一种能够以无线方式传递信息的微型电子机械传感器(MEMS),可以在几毫米宽度范围内进行温度、振动、湿度、化学成分、磁场等参数的测量。这种传感器功耗极低,由一种全新的系统和无线电频率通讯组成。
自供能传感器
新的能量收集技术可以将周围环境的能量(人体)运动、环境振动、光能、热能等收集起来转化为电能。目前能量收集技术在医疗传感器已经得到应用,比如供电技术中的皮肤贴片发电机以及鱼鳞能量收集器。
人体电子化
从可穿戴、柔性材料到长期植入式、3D打印、可消化传感器等技术,都在试图进行更好的人体融合,以便更好实现实时获取人体数据。创新传感器与人体组织的深度结合,将我们身体的一部分进行电子化。这种概念现在多应用于假肢、器官替代物等,这些代替器械可以让肢体或感官重获功能,甚至恢复至正常水平。