體溫是人體健康狀況最直接的反應(yīng)之一，從古至今通過(guò)體溫我們可以比較直觀地判斷人的身體健康狀態(tài)。溫度傳感器讓這一古老的智慧，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更加熠熠生輝。今天讓我們來(lái)揭開(kāi)醫(yī)療應(yīng)用溫度傳感器的神秘面紗。

醫(yī)療應(yīng)用溫度傳感器主要包括：

一次性醫(yī)療應(yīng)用溫度傳感器、消融應(yīng)用傳感器，以及額溫槍?xiě)?yīng)用傳感器。

一次性醫(yī)療應(yīng)用溫度傳感器主要采用了 NTC熱敏電阻

NTC熱敏電阻是一種熱敏性半導(dǎo)體電阻器，其電阻值隨著溫度的升高而下降，電阻溫度系數(shù)約為金屬電阻溫度系數(shù)的10倍，NTC熱敏電阻器電阻值的變化可以由外部環(huán)境溫度的變化引起，也可以因有電流流過(guò)，自身發(fā)熱而造成。

消融應(yīng)用溫度傳感器主要采用了熱電偶電阻

熱電偶的工作原理則是通過(guò)將兩種不同的金屬連接起來(lái)形成傳感結(jié)而形成。當(dāng)傳感結(jié)與自由端的溫度不同時(shí)，熱電偶將在兩條線(xiàn)之間產(chǎn)生電壓。電壓信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù)。

額溫槍、耳溫槍?xiě)?yīng)用傳感器主要采用了熱電堆技術(shù)

熱電堆探頭的紅外測(cè)溫儀，是通過(guò)測(cè)出物體所發(fā)射的輻射能量，根據(jù)玻耳茲曼定律，輻射能量越大，物體溫度越高，將紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并按照一定的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后，最終可轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。

這些“CP”的組成并不是偶發(fā)事件，當(dāng)我們了解了不同傳感器之間的特性差異，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們與各自應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合完全是“特性相吸”。

NTC擁有可替代性，體積小，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，精度高等特點(diǎn)，非常適合測(cè)量成人直腸、兒童直腸和皮膚探針等領(lǐng)域的一次性醫(yī)療應(yīng)用溫度傳感器。

熱電偶在消融術(shù)上的應(yīng)用主要是其具有測(cè)量溫度范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，熱慣性小，信號(hào)能夠遠(yuǎn)距離傳送和多點(diǎn)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，適合消融術(shù)對(duì)于可靠性、精度等嚴(yán)苛要求。

熱電堆通過(guò)串聯(lián)多個(gè)熱電偶，從而解決了靈敏度、精度等不足，最重要的是其結(jié)構(gòu)可以做成單芯片形式，通過(guò)單獨(dú)的紅外窗口檢測(cè)物體的紅外能來(lái)測(cè)量溫度，這也是額溫槍的最重要組件。

了解了這些“CP”的由來(lái)，我們來(lái)聊聊醫(yī)療應(yīng)用傳感器選擇的要點(diǎn)。

在傳感器選型時(shí)，通常需要考慮以下幾點(diǎn)，包括：應(yīng)用、測(cè)量溫度范圍、精度、防水防塵性、安裝等方面。以下通過(guò)結(jié)合TE Connectivity （TE） 的一些重點(diǎn)產(chǎn)品進(jìn)行要點(diǎn)解讀。

高可靠性

顯而易見(jiàn)，可靠性是醫(yī)療器械的重中之重，目前一些植入式傳感器是 III 類(lèi)醫(yī)療器件，因此必須通過(guò)相關(guān)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。

TE為了使產(chǎn)品可靠性更高，將NTC封裝在聚酰亞胺管內(nèi)，采用陶瓷外殼防護(hù)，并且灌封了導(dǎo)熱環(huán)氧樹(shù)脂，提高可靠性的同時(shí)也提高了響應(yīng)速度。而在微型熱電偶的產(chǎn)品中，TE同樣采用了多種形式的熱端及線(xiàn)材端的絕緣，從而確保植入性器材的安全。

一次性醫(yī)療應(yīng)用

溫度傳感器實(shí)照

微型熱電偶

產(chǎn)品實(shí)照

高精度

人體的生物信號(hào)一般比較微弱，要想獲得理想的精確度，不僅需要信號(hào)鏈上每個(gè)器件都具備極高的精確度，同時(shí)還需要包括傳感、放大、濾波以及轉(zhuǎn)換等所有器件的通力協(xié)作。除此之外，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，布板布線(xiàn)也是保證設(shè)備精度的關(guān)鍵所在。因此，TE除了確保自己產(chǎn)品的精度之外，還通過(guò)提供數(shù)字接口、模組、參考設(shè)計(jì)等方式，努力為客戶(hù)解決不必要的麻煩。

小體積

現(xiàn)在很多醫(yī)用器材都是微型化，比如各種導(dǎo)管，包括熱稀釋導(dǎo)管、尿道管、食道導(dǎo)管、中心靜脈導(dǎo)管和顱內(nèi)壓力導(dǎo)管等。小型化輕量化可以極大方便醫(yī)護(hù)人員的操作，以及減輕病人的痛苦。它們除了具有導(dǎo)通功能外，導(dǎo)管上面就需要設(shè)置溫度或者壓力傳感器，為患者的病理檢測(cè)和微創(chuàng)手術(shù)的順利進(jìn)行提供重要的保障。這就需要傳感器小型化，與導(dǎo)管配合。同樣的，對(duì)于熱電堆傳感器來(lái)說(shuō)，大部分是手持應(yīng)用，因此同樣對(duì)于產(chǎn)品尺寸有要求。

TE的NTC溫度傳感器小巧的外觀，可輕松配合各類(lèi)設(shè)備，使得有限的空間中可以集成更多功能。在安裝上，TE產(chǎn)品提供了直角或直式 ？” 連接器封裝來(lái)簡(jiǎn)化安裝。而對(duì)于微型熱電偶產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，采用的是超細(xì)熱端絕緣，0．1041 mm x 0．2057 mm的小尺寸，可大限度地降低端頭直徑并提供出色的精確度。

而TE的CAT－TSD0001數(shù)字熱電堆系統(tǒng)將紅外傳感器和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器集成封裝在一個(gè)TO5中，這支持更大的設(shè)計(jì)靈活性，減少了PCB的空間需求，提高了EMI阻抗，并需要更少的附加組件，例如低失調(diào)／低噪聲放大器和相關(guān)的濾波器，使得整體系統(tǒng)更加輕巧。

品質(zhì)控制

品控管理是產(chǎn)品的核心，TE擁有超過(guò)37年的溫度傳感器產(chǎn)品的生產(chǎn)歷史，在質(zhì)量和可靠性方面擁有良好記錄。在提供溫度傳感解決方案方面具有成熟的技術(shù)支持和全球經(jīng)驗(yàn)。目前，TE的醫(yī)療應(yīng)用傳感器生產(chǎn)工廠遍布美國(guó)及歐亞多地，相關(guān)工廠按要求通過(guò)FDA和ISO認(rèn)證，確保全球執(zhí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)統(tǒng)一化。
責(zé)任編輯:pj