由於這次新型冠狀病毒確診患者常見症狀主要表現為呼吸道感染
、發熱、咳嗽
、呼吸急促或者呼吸困難。以下幾種傳感器在本次疫情管控中發揮主要作用。

 

1
、紅外傳感器技術在體溫篩查中的應用

 

從目前各種症狀來看，雖然“發熱”不是判斷感染肺炎的唯一指標（有些輕度病例並不發熱


，但發熱一定是重症），但dan在zai沒mei有you完wan全quan精jing準zhun有you效xiao的de方fang法fa前qian，體ti溫wen檢jian測ce就jiu成cheng為wei判pan斷duan是shi否fou感gan染ran的de關guan鍵jian指zhi標biao。這zhe樣yang一yi來lai，麵mian對dui公gong共gong場chang所suo龐pang大da的de流liu動dong人ren口kou，還hai要yao在zai移yi動dong狀zhuang態tai下xia快kuai速su、準確
、jishijiancebingshaizhachufeizhengchangtiwenjiuzhiguanzhongyao。dangran，zheduiyufeijiechushidehongwaicewenyilaishuo，yibushikunnandewenti
，bulunshilishihongwaicewenyi，haishishouchierwenqiang、額溫槍等紅外檢測設備
，都能準確達到精度要求。在此類設備中
，主要發揮功效的就是能達到醫用計量標準和參數指標要求的高精度
、高可靠和高穩定性、一致性的紅外溫度傳感器。

 

紅外測溫儀是由光學係統、光電探測器
、信號放大器及信號處理、顯(xian)示(shi)輸(shu)出(chu)等(deng)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。人(ren)體(ti)的(de)紅(hong)外(wai)輻(fu)射(she)的(de)熱(re)像(xiang)信(xin)號(hao)
，經(jing)過(guo)光(guang)學(xue)接(jie)收(shou)器(qi)傳(chuan)輸(shu)給(gei)調(tiao)製(zhi)器(qi)

，在(zai)消(xiao)除(chu)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)背(bei)景(jing)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)後(hou)，將(jiang)紅(hong)外(wai)輻(fu)射(she)的(de)熱(re)像(xiang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)電(dian)信(xin)號(hao)，再(zai)經(jing)過(guo)放(fang)大(da)器(qi)和(he)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)

，並(bing)按(an)照(zhao)儀(yi)器(qi)內(nei)設(she)的(de)算(suan)法(fa)和(he)目(mu)標(biao)發(fa)射(she)率(lv)校(xiao)正(zheng)後(hou)，最(zui)終(zhong)轉(zhuan)變(bian)為(wei)被(bei)測(ce)目(mu)標(biao)的(de)溫(wen)度(du)值(zhi)。簡(jian)單(dan)來(lai)說(shuo)，紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)接(jie)收(shou)到(dao)物(wu)體(ti)發(fa)出(chu)的(de)能(neng)量(liang)後(hou)，通(tong)過(guo)其(qi)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)將(jiang)紅(hong)外(wai)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)信(xin)號(hao)
，通(tong)過(guo)模(mo)型(xing)算(suan)法(fa)及(ji)參(can)數(shu)校(xiao)準(zhun)，將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)醫(yi)用(yong)級(ji)的(de)高(gao)精(jing)度(du)溫(wen)度(du)值(zhi)。

 

相對於其他類型的測溫方式
，紅外測溫方式的優勢在於快速

、直觀、非接觸檢測。

 

2、壓力
、流量、溫濕度等傳感器在呼吸機係統中的應用

 

目mu前qian
，呼hu吸xi機ji是shi眼yan下xia患huan者zhe最zui需xu要yao的de醫yi療liao設she備bei
，改gai善shan呼hu吸xi是shi重zhong要yao治zhi療liao手shou段duan。由you於yu病bing毒du感gan染ran後hou，呼hu吸xi困kun難nan是shi危wei重zhong病bing人ren的de典dian型xing症zheng狀zhuang
，而er呼hu吸xi機ji能neng使shi肺fei泡pao在zai呼hu氣qi末mo保bao持chi一yi定ding壓ya力li，增zeng加jia功gong能neng殘can氣qi量liang，防fang止zhi肺fei泡pao萎wei陷xian
，從cong而er改gai變bian通tong氣qi和he換huan氣qi功gong能neng，實shi現xian對dui病bing人ren進jin行xing輔fu助zhu呼hu吸xi治zhi療liao的de目mu的de。

 

持續正壓通氣（CPAP）的呼吸機裝置，可強迫空氣進入肺部，在整個呼吸周期內人為施加一定程度的氣道內正壓。如果病人出現呼吸暫停，CPAP呼吸機可根據預設的頻率進行必要的機械通氣。這就需要呼吸機中設計安裝多個傳感器，實時、持續

、精確地控製氣流
、壓力和濕度
，保持患者持續呼吸功能。因此，呼吸設備都會用到氣體質量流量、壓力、濕度

、溫度和磁等傳感器
，監測和控製氣流、壓力
、溫濕度等指標，同時支持和保障穩定的電機控製係統運行。

 

（1）空氣流量傳感器

 

zhuyaoyongyuceliangjinruxitongdeyangqideliuliang，yiquebaochongzudekongqigongying。tongguopanduanhuanzheshuimianshidehuxijiezou，genjuhuxisudukuaiman
，tongguojinqibengkongzhi，tiaojietongqiliangdaxiaoyusudu，shihuanzhehuxihejinqipinlvbaochiyizhi
，yitigongfeibuzugoudeyangnongdu。

 

（2）壓力傳感器

 

在呼吸機運行係統中
，檢測病患呼吸壓力的變化和振動（如打鼾）至關重要。病人呼氣期間的二氧化碳水平，也可通過差壓傳感器進行測量計算。比如

，呼吸機通過使用差壓傳感器可測量2英寸水柱壓力差，更好地獲取患者二氧化碳輸出量，以調節輸入壓力大小。

 

具體來說，壓力傳感器可將氣道壓力轉化為差動信號
，並將測量值交給電路MCU準確做出吸氣和呼氣判斷。之後
，由MCU發出指令控製進氣泵，增大或者減小管道壓強。使患者呼吸自然順暢
，且不會產生抵觸感。

 

（3）溫
、濕度傳感器

 

溫
、濕shi度du傳chuan感gan器qi主zhu要yao用yong於yu測ce量liang和he調tiao節jie通tong氣qi管guan中zhong空kong氣qi的de溫wen濕shi度du，提ti供gong舒shu適shi的de暖nuan濕shi氣qi流liu

，避bi免mian患huan者zhe因yin吸xi入ru幹gan燥zao和he過guo高gao過guo低di溫wen度du空kong氣qi而er導dao致zhi嗓sang子zi疼teng，影ying響xiang呼hu吸xi與yu睡shui眠mian質zhi量liang。當dang氣qi流liu中zhong需xu要yao加jia濕shi氣qi時shi，濕shi度du傳chuan感gan器qi給gei出chu相xiang對dui應ying的de反fan饋kui信xin息xi，控kong製zhi器qi根gen據ju數shu據ju信xin息xi進jin行xing濕shi度du精jing準zhun調tiao節jie，確que保bao氣qi流liu的de濕shi度du範fan圍wei。同tong時shi，在zai氣qi流liu通tong路lu中zhong，直zhi接jie安an裝zhuang分fen立li式shi熱re敏min電dian阻zu，以yi檢jian測ce氣qi流liu溫wen度du。或huo者zhe采cai用yong溫wen度du探tan測ce組zu件jian來lai定ding位wei熱re敏min電dian阻zu元yuan件jian在zai待dai測ce介jie質zhi中zhong的de位wei置zhi
，並bing保bao護hu熱re敏min電dian阻zu免mian受shou損sun壞huai。探tan測ce組zu件jian還hai能neng保bao持chi熱re氣qi流liu直zhi接jie
、均勻地流過熱敏電阻，從而準確感應溫度。 

 

（4）磁傳感器

 

為wei使shi呼hu吸xi機ji電dian機ji順shun暢chang運yun轉zhuan
，呼hu吸xi機ji還hai會hui通tong過guo風feng機ji係xi統tong來lai冷leng卻que電dian機ji組zu件jian。采cai用yong磁ci傳chuan感gan器qi感gan知zhi呼hu吸xi機ji中zhong電dian機ji運yun行xing參can數shu
，如ru霍huo爾er磁ci元yuan件jian來lai支zhi持chi穩wen定ding的de電dian機ji控kong製zhi，保bao持chi電dian機ji平ping穩wen運yun轉zhuan
，以yi減jian少shao由you風feng機ji係xi統tong產chan生sheng的de噪zao音yin和he振zhen動dong。

 

3
、氣體傳感器在醫療器械中的應用

 

重症患者其動脈血液中的氧含量高低是醫生用於檢測和評價生命體特征的重要指標。

 

目前
，最常用的醫用氧傳感器是電化學式，俗稱氧電池。氧氣進入傳感器後，內部所含的鉛（Pb）逐漸被氧化成PbO2
，其壽命隻能1年nian左zuo右you。作zuo為wei創chuang新xin型xing替ti代dai產chan品pin，一yi種zhong順shun磁ci原yuan理li的de氧yang氣qi傳chuan感gan器qi逐zhu步bu開kai始shi使shi用yong。其qi工gong藝yi較jiao複fu雜za，價jia格ge較jiao高gao，但dan壽shou命ming長chang，是shi非fei消xiao耗hao品pin，可ke長chang期qi使shi用yong不bu用yong更geng換huan。

 

此外，若通過夾帶式可穿戴設備進行血氧飽和度監測
，可避免采血抽樣,實驗室手工分析等繁雜過程，是實現動態變化的實時信息獲取與監測的有效方法
，即可以保障病情判斷的準確性、jishixing，yijixueyangdongtaibianhuadelianxuxing。bansuiyangchuanganqitongshishiyongdehaiyouyiyongeryanghuatanchuanganqi，yiqingfangkongzhongdeyingyongchanghegengweipubian。baokuohuxiji
、救護氧艙、麻醉劑、嬰兒培養箱、ICU病房以及住院隔離區環境監測等等。

 

作為無創性、快速、廉價的檢查手段

，氣體傳感器在醫學診療過程的應用更為重要和普遍。例如測量幽門螺旋杆菌（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
，嚴重到胃癌。通過呼氣排放中檢測出ppb級別的二氧化碳濃度
，即可判斷是否存在Hp感染以及感染量化程度等等都是通過氣體傳感器來完成的。 

 

除此之外
，疑似患者甄別試紙、試劑數據、醫療可穿戴產品
、大小型製氧機、醫用機器人、護理機器人等等。以及各種實驗
、化驗檢測

；醫療器械與監控設備


，智能化醫院環境與裝備設施，甚至是生產醫療相關產品的自動化、智能化、數據信息化過程無疑大量使用了各種不同結構類型的傳感器，傳感器在醫療中的應用更是數不勝數，舉不勝舉。

 

總之，作為數據采集的唯一功能器件和信息化基礎產品
，傳感器可量化精準地獲取人體血糖、血脂、血氧
、血壓、心動、腦電
、皮電、體(ti)溫(wen)等(deng)等(deng)所(suo)有(you)反(fan)映(ying)健(jian)康(kang)體(ti)征(zheng)的(de)生(sheng)理(li)參(can)數(shu)指(zhi)標(biao)。在(zai)本(ben)次(ci)疫(yi)情(qing)中(zhong)
，乃(nai)至(zhi)醫(yi)療(liao)行(xing)業(ye)應(ying)用(yong)可(ke)謂(wei)是(shi)無(wu)處(chu)不(bu)在(zai)。人(ren)們(men)期(qi)待(dai)著(zhe)通(tong)過(guo)疫(yi)情(qing)防(fang)控(kong)呈(cheng)現(xian)出(chu)的(de)不(bu)同(tong)場(chang)景(jing)和(he)突(tu)出(chu)問(wen)題(ti)，給(gei)相(xiang)關(guan)企(qi)業(ye)提(ti)供(gong)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)信(xin)息(xi)和(he)創(chuang)新(xin)思(si)路(lu)，使(shi)得(de)業(ye)內(nei)企(qi)業(ye)以(yi)此(ci)為(wei)契(qi)機(ji)，通(tong)過(guo)跨(kua)界(jie)的(de)融(rong)合(he)與(yu)協(xie)同(tong)，不(bu)斷(duan)創(chuang)新(xin)出(chu)更(geng)多(duo)的(de)生(sheng)物(wu)醫(yi)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)，以(yi)滿(man)足(zu)國(guo)家(jia)對(dui)應(ying)急(ji)突(tu)發(fa)事(shi)件(jian)預(yu)警(jing)檢(jian)測(ce)和(he)防(fang)控(kong)監(jian)測(ce)的(de)及(ji)時(shi)性(xing)需(xu)求(qiu)。

 

本文轉自中國電子報，作者郭源生係中國傳感器與物聯網產業聯盟副理事長。

 

 

推薦閱讀：