選擇適用于醫(yī)學應用的氣流和壓力傳感器

正如每種醫(yī)療過程的背后都有著一門真正的科學，在確定用于輔助疾病的診斷和治療的復雜醫(yī)療設備中的氣流和硅基壓力傳感器的背后也存在著一門科學。三種使用氣流和硅基壓力傳感器的醫(yī)療應用是：麻醉機、睡眠呼吸機和醫(yī)院診斷設備。

麻醉機
麻醉機中使用的藥劑為設備帶來了獨特的挑戰(zhàn)。這些化學物質(zhì)通常粘度較大，可能會在設備內(nèi)部產(chǎn)生堆積。在制造此類設備時，必須考慮到這種因素，并采取相應恢復性措施。

因為醫(yī)療設備對于病人而言非常重要，所以要選擇一個能夠在設備的整個使用壽命中都能提供極好的靈敏度和精度的傳感器。選擇既能夠滿足性能需求，又能長期保持性能穩(wěn)定的傳感器，就能確保傳感器在醫(yī)療設備的整個使用壽命期間正常使用。如果選擇了正確的傳感器，完全可以實現(xiàn)10年的傳感器生命周期。

工程師應該考慮病人的呼吸頻率。病人的范圍可能包括從身體欠佳、呼吸頻率較慢的成年人到身體健康、呼吸頻率較快且肺活量較大的成年人。傳感部分需要非常靈敏，以便正確地測量病人的吸氣和呼氣以及傳遞到氣流之中的麻醉氣體。因此，就會使用2個（有時是3個）氣流傳感器來測量特定的氣動子系統(tǒng)。設計者可能應該為設備中所有重要的子系統(tǒng)設定一個專用的氣流傳感器。

因為麻醉藥劑和高濕度加在一起會給傳感器造成惡劣的環(huán)境，所以可以認為呼氣電路中的差分壓力傳感器要優(yōu)于氣流傳感器。差分壓力傳感器對于濕氣、麻醉藥劑和其他材料造成的氣體介質(zhì)污染的適應性要更強。

在需要高壓輸送源，或者傳感器需要直接接觸濃縮氧氣或麻醉藥劑的情況下，應使用與介質(zhì)隔離的傳感器。這時，選用與介質(zhì)隔離的不銹鋼壓力傳感器可能是最理想的，因為它較耐用。

如果需要便攜式的設備，就應該考慮使用低功耗的氣流和壓力傳感器，這可以減小所需要的電源的尺寸，并幫助限制單元的總重量。將傳感器安裝到氣流通道的歧管處，可以幫助減小設計尺寸和重量。

另一項考慮因素是輸出。數(shù)字輸出，比如I2C和SPI協(xié)議，可以使傳感器的分辨率以及與微處理器的集成得以最優(yōu)化。但仍然存在著對模擬輸出的需求，主要原因是，在某些安全電路中由于整流的需求不允許軟件參與其中。用戶可能希望使用傳感器的原始輸出來觸發(fā)警報或安全狀況。同時提供數(shù)字和模擬這兩種選項的能力是很重要的。

最后，傳感器的響應時間對于將麻醉藥劑有效地輸送給病人是至關(guān)重要的。使用現(xiàn)在的技術(shù)，麻醉機制造商能夠?qū)崿F(xiàn)1ms的響應時間。

睡眠呼吸機
對于睡眠呼吸機而言，當涉及到總誤差帶時，通常更令人關(guān)注的是病人的舒適和方便，而對性能要求并不苛刻。因為它們通常是與加濕器協(xié)同使用的，所以它們需要在較高濕度的條件下運轉(zhuǎn)并且保持穩(wěn)定的性能。它們必須要耐用，因為它們通常在家庭環(huán)境中被各類人士操作使用。

用戶對設備的要求主要集中在精度、穩(wěn)定性、便攜性和單元尺寸/重量方面。對噪聲的要求也很重要，因為這種設備是在睡眠過程中使用。需要使用壓降較低的氣流傳感器，因為如果壓降太高，電機的工作強度就更大（壓降等于傳感器中的阻抗），從而增加噪聲和縮短電機的使用壽命。