【儀表網 行業應用】醫療儀器行業在中國算是一個新興的行業，并且是一個產值萬億級的行業。和醫療行業比起來，整個傳感器行業的產值可能還不到醫療行業產值的1/10，但醫療儀器非常依賴于傳感器行業，因為人體內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測。
 

資料圖
 

　　醫用氧氣傳感器
 

　　目前，在醫療儀器的氧氣測量中，對于醫用氧氣傳感器的可靠性，是一個硬性需求。目前，非常常用的醫用氧氣傳感器是電化學氧氣傳感器，即傳統的氧電池。氧電池內部含鉛(Pb)，氧氣進入傳感器后，Pb逐漸被氧化成PbO2。所以，氧電池壽命只有1年左右。作為替代產品，有些醫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箱中，氧氣傳感器也是一個剛需。因為如果培養環境中氧氣濃度過高的話，很可能導致所培養的人體組織參數達不到預想的效果，無法移植到人體中去。
 

　　醫用二氧化碳傳感器
 

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

　　醫用二氧化碳傳感器第二個重要的應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，發展到后，嚴重的就是胃癌。臨床上檢測Hp比較簡單的方法是服用碳13標記的，或者碳14標記的尿素。服用完10到15分鐘，病人體內Hp所產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。
 

　　醫用二氧化碳傳感器的第三個重要應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所對應的這個時間點是很多醫學測量的時間基準，所以能準確并且快速地對呼氣末進行響應，是二氧化碳傳感器的一個非常有價值的應用。
 

　　麻醉用紅外氟醚氣體傳感器
 

　　目前，在醫學應用中，氣體麻醉劑是氟醚類。例如，七氟醚就是當今比較優秀的麻醉氣體，其使用量不斷增長。麻醉用氟醚的濃度從百分之零點幾到百分之幾，因具體情況而定。其在線監測的方法為NDIR紅外法，幾乎每臺麻醉機都要配備氟醚的分析儀。因為NDIR法的高可靠性、高精度、響應速度快和優異的長期穩定性能夠滿足醫療的需要，所以紅外法是測量氟醚的技術。紅外氟醚傳感器用量大，基本上都由醫療儀器公司自己研發、制造。
 

　　呼氣檢測和診斷
 

　　作為無創性、快速、廉價的檢查手段，人體呼氣檢測越來越受到醫療界的重視，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，需要用到不同技術門類的氣體傳感器。
 

　　比如，哮喘的病理基礎是慢性氣道炎癥。呼出氣中NO氣體的濃度測定是一種無創性的、可重復的快速檢測方法，可直接檢測并立即得出結果。NO的濃度范圍是0~100ppb(1ppb表示十億分之一)。在病情惡化時，FeNO可升高，并與類固醇治療前的嗜酸粒細胞性炎癥和氣道高反應相關。抗炎治療后，則會迅速降低，提示治療有反應，并可用于監測治療方案。因此，FeNO測定增加了哮喘的檢測手段，已被采納到《哮喘防止創議》(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傳感器。當然，這可不是普普通通的電化學NO傳感器，要在復雜的人體呼出氣體中檢測出ppb級別的NO并非易事。不過，國內已經有醫療儀器公司實現了本設備的研發，并大量地在使用中。