【儀表網(wǎng) 行業(yè)應(yīng)用】醫(yī)療儀器行業(yè)在中國算是一個新興的行業(yè)，并且是一個產(chǎn)值萬億級的行業(yè)。和醫(yī)療行業(yè)比起來，整個傳感器行業(yè)的產(chǎn)值可能還不到醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)值的1/10，但醫(yī)療儀器非常依賴于傳感器行業(yè)，因?yàn)槿梭w內(nèi)的生物量和用于治療的藥物和材料，都需要用傳感器檢測和在線監(jiān)測。
 

資料圖
 

　　醫(yī)用氧氣傳感器
 

　　目前，在醫(yī)療儀器的氧氣測量中，對于醫(yī)用氧氣傳感器的可靠性，是一個硬性需求。目前，非常常用的醫(yī)用氧氣傳感器是電化學(xué)氧氣傳感器，即傳統(tǒng)的氧電池。氧電池內(nèi)部含鉛(Pb)，氧氣進(jìn)入傳感器后，Pb逐漸被氧化成PbO2。所以，氧電池壽命只有1年左右。作為替代產(chǎn)品，有些醫(yī)療器械廠商開始使用順磁原理的氧氣傳感器。順磁氧傳感器的工藝較復(fù)雜，價格也較高，但壽命長，是非消耗型的傳感器，不用更換。另外，在各種人體組織的培養(yǎng)箱中，氧氣傳感器也是一個剛需。因?yàn)槿绻囵B(yǎng)環(huán)境中氧氣濃度過高的話，很可能導(dǎo)致所培養(yǎng)的人體組織參數(shù)達(dá)不到預(yù)想的效果，無法移植到人體中去。
 

　　醫(yī)用二氧化碳傳感器
 

　　目前，在醫(yī)用傳感器領(lǐng)域，醫(yī)用二氧化碳傳感器的應(yīng)用場合比較多，較為重要的應(yīng)用包括呼吸機(jī)、麻醉劑和嬰兒培養(yǎng)箱等，用于監(jiān)控人體的生命體征。目前，主流的二氧化碳傳感器的主要技術(shù)路線主要是非色散紅外原理(NDIR)。
 

　　醫(yī)用二氧化碳傳感器第二個重要的應(yīng)用是測量幽門螺旋桿菌(Hp)。Hp可引起多種胃病，包括淺表性胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、非潰瘍性消化不良，發(fā)展到后，嚴(yán)重的就是胃癌。臨床上檢測Hp比較簡單的方法是服用碳13標(biāo)記的，或者碳14標(biāo)記的尿素。服用完10到15分鐘，病人體內(nèi)Hp所產(chǎn)生的高活性尿素酶就會將尿素分解為氨(NH3)、13CO2或14CO2，少量13CO2或14CO2通過血液經(jīng)呼氣排出。通過二氧化碳傳感器分析呼氣中的13CO2或14CO2濃度，即可判斷患者是否存在Hp感染。
 

　　醫(yī)用二氧化碳傳感器的第三個重要應(yīng)用是測量人體呼氣末的濃度。人體在不憋氣的情況下，呼氣末的二氧化碳濃度大約是5.5%vol。呼氣末5.5%vol所對應(yīng)的這個時間點(diǎn)是很多醫(yī)學(xué)測量的時間基準(zhǔn)，所以能準(zhǔn)確并且快速地對呼氣末進(jìn)行響應(yīng)，是二氧化碳傳感器的一個非常有價值的應(yīng)用。
 

　　麻醉用紅外氟醚氣體傳感器
 

　　目前，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，氣體麻醉劑是氟醚類。例如，七氟醚就是當(dāng)今比較優(yōu)秀的麻醉氣體，其使用量不斷增長。麻醉用氟醚的濃度從百分之零點(diǎn)幾到百分之幾，因具體情況而定。其在線監(jiān)測的方法為NDIR紅外法，幾乎每臺麻醉機(jī)都要配備氟醚的分析儀。因?yàn)镹DIR法的高可靠性、高精度、響應(yīng)速度快和優(yōu)異的長期穩(wěn)定性能夠滿足醫(yī)療的需要，所以紅外法是測量氟醚的技術(shù)。紅外氟醚傳感器用量大，基本上都由醫(yī)療儀器公司自己研發(fā)、制造。
 

　　呼氣檢測和診斷
 

　　作為無創(chuàng)性、快速、廉價的檢查手段，人體呼氣檢測越來越受到醫(yī)療界的重視，例如哮喘檢測NO，乳糖不耐受H2檢測，判定消化道內(nèi)的微生物菌群的CH4檢測，等等。這些檢測不同氣體，需要用到不同技術(shù)門類的氣體傳感器。
 

　　比如，哮喘的病理基礎(chǔ)是慢性氣道炎癥。呼出氣中NO氣體的濃度測定是一種無創(chuàng)性的、可重復(fù)的快速檢測方法，可直接檢測并立即得出結(jié)果。NO的濃度范圍是0~100ppb(1ppb表示十億分之一)。在病情惡化時，F(xiàn)eNO可升高，并與類固醇治療前的嗜酸粒細(xì)胞性炎癥和氣道高反應(yīng)相關(guān)。抗炎治療后，則會迅速降低，提示治療有反應(yīng)，并可用于監(jiān)測治療方案。因此，F(xiàn)eNO測定增加了哮喘的檢測手段，已被采納到《哮喘防止創(chuàng)議》(GINA)哮喘管理方案中。
 

　　用于FeNO檢測性價比較高的傳感器是電化學(xué)傳感器。當(dāng)然，這可不是普普通通的電化學(xué)NO傳感器，要在復(fù)雜的人體呼出氣體中檢測出ppb級別的NO并非易事。不過，國內(nèi)已經(jīng)有醫(yī)療儀器公司實(shí)現(xiàn)了本設(shè)備的研發(fā)，并大量地在使用中。