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一文讀懂生物醫學領域的傳感器

時間:2025/3/9閱讀:234
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生物醫學傳感器是傳感器的一大應用領域,做醫學傳感器的廠商也不在少數。很多時候,生物醫學傳感器是技術門檻較高的傳感器,是生物醫學科學和技術的尖兵。現代生物醫學的研究,依賴于生物醫學傳感器的正確測量。通過本文,你將全面了解生物醫學傳感器的分類和基本原理。

現代傳感器的物理模型如圖所示:

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對于傳統被測量而言,敏感膜就相當于傳感器與被測對象的界面。在傳統的傳感器前面附加一層根據不同需要而特制的敏感膜,即可表示化學傳感器和生物傳感器。二者的區別就看是否具有生物活性。具有生物活性的膜材料就是生物傳感器。傳感器中可存在兩個界面,一是被測介質和敏感膜間的界面,二是敏感膜和傳感器間的界面。界面上發生著復雜的物理、化學或生物過程。


醫學對傳感器的要求



1、安全性高(特別是用于人體的傳感器和換能器),靈敏度高,信噪比高(選擇性高)。


2、保證物理安全性的措施是電的隔離、浮置技術。


3、保證化學安全性高的要求是無毒性,無近期和遠期的致癌效應。


4、保證生物安全性高的要求是無DNA和RNA突變。


5、保證選擇性高的措施是利用共振效應、濾波技術、自適應技術、分子識別與離子識別技術。


6、保證靈敏度高的措施是:物理、化學和生物放大技術。


醫學傳感器的主要用途



1、檢測生物體信息:如心臟手術前檢測心內壓力;心血管疾病的基礎研究中需要檢測血液的粘度以及血脂含量。


2、臨床監護

如病人在進行手術前后需要連續檢測體溫、脈搏、血壓、呼吸、心電等生理參數。


3、控制

利用檢測到的生理參數,控制人體的生理過程。如電子假肢


醫學中需要測量的量


生物醫學傳感器的分類


按應用形式分類有:植入式傳感器、暫時植入體腔(或切口)式傳感器、體外傳感器、用于外部設備的傳感器

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按工作原理分有:物理傳感器(位移、力、溫度、濕度。。。)、化學傳感器(各種化學物質)、生物傳感器(各種酶、免疫、微生物、DNA。。。)、生物電電極傳感器(心電、腦電、肌電、神經元放電。。。)

物理傳感器


利用物理性質或物理效應制成的傳感器叫物理傳感器,或把物理量轉變為能為計算機識別的電學量的器件叫傳感器。


生物醫學用物理傳感器的分類和用途

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現代傳感器技術已經擺脫了傳統傳感器體積大、性能差等技術缺點,形成了智能化、微型化、多參數、可遙控和檢測等全新的發展方向,并取得了一系列的技術突破。其他一些新型的傳感器如DNA傳感器,光纖傳感器等也方興未艾。傳感器技術的革新必將推動現代臨床醫學的更快發展。


隨著信息時代的到來,傳感器技術已經成為信息社會的重要技術基礎,而醫學傳感器也勢必要緊緊抓住這一機遇,努力朝著智能化、微型化、多參數、可遙控和檢測等方面發展,為促進現代醫學發展提供重要推動力。相信在傳感器不斷提高其科技含量的同時,傳感器在醫學領域中的應用也將越來越廣泛。

來源:傳感器專家網






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