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4种传感器应用促使医疗器械微型化

日期:2013-10-24 00:00:00

  大多数医院都青睐医疗设备的微型化。医疗设备的部件微型化除了能够为医院节省病房空间外还能使医护人员更为方便的工作。4种传感器应用能减小医疗设备大小。

  部件微型化是许多医疗器械(包括分析检测设备、呼吸机、输液泵等)设计和开发的重要内容。更小更轻的部件能够节约病房空间,并且能够使设备放置在距离病人更近的位置,使医护人员有更多的工作空间。

  更小更轻的部件还能够提高许多医疗器械的便携性。例如,便携的呼吸器能够方便医护人员在需要时将设备迅速从一个房间移到另外一个房间,而不必在每个病床前都配置一个大型设备。更小的部件还能够帮助研发人员开发尺寸小、重量轻的可穿戴式医疗设备,从而使病人在术后恢复或接受慢性病治疗时能够更加自由地活动。

  设备微型化还使在外科手术设备等医疗器械中使用传感器成为可能——这些设备以前并未使用传感器。传感器制造商可通过四种方法帮助设计人员减小医疗设备尺寸,包括提供灵活的封装选项、减小传感器集成电路尺寸、集成多种传感器功能以及装置智能化。

  例如,采用歧管安装选件时设计人员不必使用管道及相关连接件,减小了总体产品尺寸。这种安装方式使许多医疗设备受益,包括输液泵、分析仪器设备、呼吸器以及伤口治疗设备等。

    一、更小的传感器集成电路

  传感器制造商是能够控制传感器所有部件(包括传感元件、密封件、外壳、封装等)的设计和制造,优化传感部件性能和尺寸的生产商。

  传感器与周围机械结构之间存在不容忽视的相互影响。为了开发出尽可能小的传感器,制造商需要掌握传感器封装内的所有材料和部件的特性,包括传感元件、塑料、铅片等,否则就无法设计出最出色的传感器。

救护车上使用的呼吸器经常要承受极端的温度条件,而呼吸设备上的压力传感器将会随温度变化扩张和收缩,从而产生扭转效应,如发生扭曲变形。如果传感器的封装出现移动、收缩、扩张或扭曲,那么传感芯片将发生弯曲,进而影响传感器性能。如果传感器制造商能够对全部的制造过程进行有效控制,包括材料、传感器芯片以及封装等,就能够在设计传感器时考虑不同温度条件下的传感器性能变化,从而开发出具有理想封装尺寸的产品,以适应任何机械应力或温度应力。

    二、多功能集成传感器

  随着医疗保健供应商业务开始向家庭护理转移,减小呼吸治疗及诊断设备等医疗器械的尺寸势在必行。在许多情况下,医疗设备设计人员希翼能够设计出集成多种功能的传感器,例如将温度和湿度检测功能集成到一个传感器内。这样就能够节约电路板空间,减小医疗设备的尺寸,或实现更高级功能,降低传感器的复杂性。

  从组装和制造角度来看,多功能集成传感器还具有许多其他优势,例如能够方便设计人员在电路板上只放置一个而非两个传感器,从而消除了PCB板至微处理器的板迹线,节约空间,使设计确认过程更加简单。

  放置一个而非两个传感器还能够降低材料费用,减少装配和制造错误,且所需连接件更少(连接件极易出现故障),因此多功能集成传感器更可靠。

  设计人员还可在传感器模块内集成更多智能装置来减小产品尺寸,这一方法能够使传感器实现完全标定、温度补偿和信号放大功能,输出更高分辨率的数字信号。这一特性减少了PCB板上的电子元件数量,因此减小了产品尺寸、重量并降低了成本。

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