可穿戴的健康傳感器早已面市，但是你聽(tīng)說(shuō)過(guò)可吸收的變形桿菌類傳感器嗎？這種新穎的傳感器來(lái)自美國(guó)加州變形桿菌數(shù)字健康中心，于七月通過(guò)了FDA（美國(guó)食品及藥物管理局）審核。一粒沙顆粒大小般的傳感器可以集成到一片藥物里面，真正讓我們看到了科技的力量。
在胃里的時(shí)候，這種傳感器完全跟胃液進(jìn)行接觸，然后會(huì)根據(jù)攝入時(shí)機(jī)傳達(dá)獨(dú)特的信號(hào)。這些信號(hào)會(huì)通過(guò)身體組織傳達(dá)到皮膚上一個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的貼片，這樣就可以檢測(cè)到各種信號(hào)以及生理和行為指標(biāo)，例如心率、體位和活動(dòng)。當(dāng)然最后這個(gè)變形桿菌類別的傳感器會(huì)像高纖維食物一樣流出體內(nèi)，一般會(huì)維持7天壽命。
在此之前，傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛。下面就介紹醫(yī)療電子中幾類主要的傳感器及其應(yīng)用。
生物傳感器
生物傳感器對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，它是由固定化的生物敏感材料做識(shí)別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細(xì)胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì)）與適當(dāng)?shù)睦砘瘬Q能器（如氧電極、光敏管、場(chǎng)效應(yīng)管、壓電晶體等）及信號(hào)放大裝置構(gòu)成的分析工具。
生物傳感器是一個(gè)非常活躍的研究和工程技術(shù)領(lǐng)域，它與生物信息學(xué)、生物芯片、生物控制論、仿生學(xué)、生物計(jì)算機(jī)等學(xué)科一起，處在生命科學(xué)和信息科學(xué)的交叉區(qū)域。生物傳感技術(shù)不僅為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷提供了一種快速簡(jiǎn)便的新型方法。在臨床醫(yī)學(xué)中，酶電極是最早研制且應(yīng)用最多的一種傳感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物傳感器。生物傳感器已應(yīng)用于監(jiān)測(cè)多種細(xì)菌、病毒及其毒素。
藥物分析用生物傳感器的典型代表產(chǎn)品是SPR生物傳感器，這是一種表面膜共振分析，是實(shí)時(shí)測(cè)定生物分子結(jié)合的技術(shù)。它是以抗原抗體結(jié)合分析為例，將抗原(或抗體)通過(guò)表面化學(xué)方法固定在芯片的金箔表面，然后讓抗體(或抗原)流過(guò)，抗原抗體的結(jié)合將改變膜表面液體性狀，從而影響金箔共振性質(zhì)，這一改變可被實(shí)時(shí)檢測(cè)并記錄下來(lái)(這被稱為結(jié)合相)。如改讓緩沖液流過(guò)，結(jié)合的抗體(或抗原)將解離并被帶走，這同樣改變膜表面液體性狀，檢測(cè)并記錄下來(lái)的金箔共振性質(zhì)改變就是解離相。
測(cè)壓傳感器
測(cè)壓傳感器是將力或重力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的換能器。幾十年來(lái)，這種傳感器廣泛用于各行各業(yè)的測(cè)量和傳感領(lǐng)域。大多數(shù)測(cè)壓傳感器的核心部件是電阻應(yīng)變計(jì)。該元件受到拉力或壓力時(shí)，電阻會(huì)發(fā)生變化。箔應(yīng)變計(jì)是最常用的一種，由經(jīng)過(guò)熱處理的超薄金屬箔片制成。該箔片可以在介電薄層上化學(xué)蝕刻而成，或者采用真空沉積或?yàn)R射技術(shù)，通過(guò)材料的分子鍵合附著在介電層上。后一種技術(shù)通常稱為薄膜法。理想的應(yīng)變計(jì)應(yīng)該體積小，成本低，對(duì)于負(fù)荷方向上的應(yīng)變極為靈敏，而且不受周?chē)h(huán)境溫度變化的影響。
測(cè)壓傳感器應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中被稱為醫(yī)用測(cè)壓傳感器，它們都必須高度精確并緊湊包裝，以方便攜帶，特別是器械要與病人直接連接時(shí)。如果傳感器用于某醫(yī)療器械集成的監(jiān)測(cè)儀器內(nèi)，要使用不銹鋼和陽(yáng)極化鋁等標(biāo)準(zhǔn)包裝材料。如果設(shè)備與人體或液體直接接觸，則可使用可高壓蒸汽滅菌的特種不銹鋼或一次性傳感器。
醫(yī)用測(cè)壓傳感器早期曾用于力學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域，如病床負(fù)重監(jiān)測(cè)，現(xiàn)在則將小型測(cè)壓傳感器應(yīng)用到容易發(fā)生人為錯(cuò)誤的領(lǐng)域，例如：用于給藥的輸液泵。以往，人們將液體、藥物或營(yíng)養(yǎng)液裝到輸液袋中，懸掛起來(lái)，使液體通過(guò)軟管依靠重力輸入病人體內(nèi)。為了盡可能精確地調(diào)節(jié)流速，人們使用了各種鉗夾方法。另外，護(hù)士還要頻繁地監(jiān)測(cè)輸液，確保輸液正確，輸液袋內(nèi)液體尚未流盡，而且未發(fā)生回血。將測(cè)壓傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入簡(jiǎn)易輸液設(shè)備中，省卻了主觀判斷的過(guò)程。測(cè)壓傳感器可準(zhǔn)確測(cè)量輸液袋的重量，當(dāng)液體重量與預(yù)先設(shè)定值不同時(shí)，傳感器會(huì)立即向連接的設(shè)備發(fā)出警告信息。通常，小型彎梁測(cè)壓傳感器安裝在軟管下的儲(chǔ)液器上。傳感器可檢測(cè)輸液期間的導(dǎo)管重量變化，并與電子控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
非接觸式溫度傳感器
一般來(lái)說(shuō)，非接觸式溫度計(jì)可以測(cè)量從一個(gè)遙遠(yuǎn)的紅外輻射熱源排放的熱。在沒(méi)有明確的光纖溫度傳感器或一個(gè)紅外光纖和紅外線傳感器組合許可的情況下，非接觸式表面視線清楚。這可能有助于確定快速運(yùn)動(dòng)物體的表面溫度，甚至在狹窄的地方和電磁場(chǎng)測(cè)量溫度。AgClxBr1-X被認(rèn)為是為低溫度下測(cè)量的最佳選擇。這些纖維的特點(diǎn)是靈活，不溶于水，且無(wú)毒。出于這個(gè)原因，鹵化銀紅外光學(xué)纖維應(yīng)用在紅外光譜中，以及輻射測(cè)量和工業(yè)及醫(yī)療應(yīng)用的熱成像。
傳感器在醫(yī)療中的其它用途
如今，傳感器已普遍應(yīng)用在各種監(jiān)護(hù)儀器中。監(jiān)護(hù)儀用于診療環(huán)境（如手術(shù)室、急救室、加護(hù)病房、重癥病房以及日益普遍的病人家庭），以監(jiān)測(cè)和顯示病人身體的各種主要情況，包括心電圖、脈搏血氧飽和度、血壓、呼吸和溫度等。監(jiān)護(hù)儀可以是獨(dú)立儀器，也可以是多參數(shù)儀器。
制氧機(jī)的作用在于減少輸送給病人空氣中的氮，同時(shí)增加氧的比例。制氧機(jī)使用的對(duì)象是不能把氧氣順利地吸收到血液里的病人，如某些肺病患者。
由于用于制氧機(jī)的氣流傳感器必須能夠測(cè)量超低流量，如需要測(cè)出0.1立方厘米的流量，所以氣流傳感器可用來(lái)檢測(cè)病人何時(shí)開(kāi)始呼氣（即何時(shí)應(yīng)減少空氣流量），使病人呼氣容易和感覺(jué)舒適。
低壓和超低壓塑封硅壓力傳感器可檢測(cè)病人開(kāi)始吸氣的時(shí)刻，以便有效和高效率地輸送氧氣，這不僅能縮短系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，而且還可避免在病人不吸氣時(shí)供氧所造成的浪費(fèi)。因此，不需要體積龐大的制氧機(jī)也能提高制氧機(jī)的運(yùn)作效率。體積小的制氧機(jī)，耗電少，便于攜帶，這種不銹鋼介質(zhì)隔離式的壓力傳感器還能檢測(cè)緩沖罐的壓力，同時(shí)可向壓縮機(jī)反饋信號(hào)，使壓縮機(jī)保持適度的壓力。
