0 导言
计算机技能、数字信号处理技能以及电子技能近年来开展迅速，相关的范畴也因而得到了推进，医学范畴的开展愈加明显。能够看到，在医学科技范畴中呈现了越来越多的高科技电子产品，例如主动生化剖析仪、全身伽马刀医治体系以及多层螺旋 CT 和MRI 等，传感器在医学范畴中的运用相同十分广泛，传感器能够发挥感触生命体征信息的重要作用，对推进现代医学开展有重要意义“，八五”要点科技攻关项目之一便是传感器，因而研讨传感器是开展今世医学的必经之路。
1 传感器的组成与分类
传感器一般由两个部分组成，即转化元件和活络元件。其间活络元件便是能够直接呼应或许感触被丈量的部分，而转化元件便是将丈量到的信号转化为电信号的那部分。依照现在遍及运用的分类办法，能够将传感器分为两类，其间比如生物传感器、物理传感器和化学传感器等归于一类，这几种都是将输入信号转化为电信号 ;而力矩传感器、速度传感器、流量传感器、气敏传感器和粘度传感器等，这几种是依照输出量分类的。上述都是都是较为遍及并运用广泛的传感器，在未来有宽广的开展前景。
在曩昔，医师搜集患者信息的办法比较简略，根本上都是“望闻问切”以及简略的查看。我国在上世纪六十年代建立了医学工程，多种高科技医疗设备被开宣布来，大大丰厚了医师搜集患者信息的办法，也提高了医治和医治的全体水平。在医学范畴，传感器起到的是“耳目”的作用，传感器品种繁复，用处纷歧，依照医治意图能够分为防备传感器、查看传感器等，依照采样办法不同则能够分为体外传感器和体内传感器，依照查看意图的不同又能够分为形态学传感器、生理功用传感器和临川化学传感器等。意图不同，用处不同，分类办法也不尽相同。
2 生物传感器的运用
在医学中有多种查验办法，一般的办法是在实验室查验，可是这种查验办法进程繁琐，花费时刻较长，逐步无法满意现代临床医学的需求，生物传感器的呈现大大改观了这种现象。生物传感器是化学传感器的一种，中心部分是以比如细胞、微生物、安排等的生物活性单元为根底的活络基元，传感器捕捉到基元和方针之间的反响并将其用电信号输出，因为生物传感器具有操作简略、花费时刻较少等长处，在医学范畴被广泛重视。
2.1 原理和结构
传感器中包括抗体、抗原、蛋白质、DNA 或许酶等生物活性资料，待测物质进入传感器后，分子辨认然后产生生物反响并产生信息，信息被化学换能器或许物理换能器转化为声、光、电等信号，仪器将信号输出，咱们就能够得到待测物质的浓度。传感器的首要组成部分是感触器和换能器，再将信号通过主动化外表技能和微电子技能处理，就能构成各种仪器或许体系。
2.2 分类和特色
依照换能器品种分类，能够分为声波传感器、半导体传感器、热传感器、阻抗传感器等 ;依照分子辨认元件品种分类，能够分为免疫传感器、细胞传感器和安排传感器等。
传统医学查验大多是酶剖析法，这种办法过程繁琐，费用较高，而选用生物传感器的办法，尽管试剂价格昂贵可是能够屡次运用;生物传感器有很强的转移性，即只对特定的底物产生反响，不管其浊度和色彩怎么 ;再者剖析速度较快，一般一分钟就能得到成果 ;差错能够操控在 1% 以内，准确度能够确保 ;相对于酶剖析法操作愈加简洁，能够进行主动化剖析 ;生物传感器查验功率更高。上述都是生物传感 器的长处。
2.3 医学范畴中的运用
生物传感器有许多种，下面针对其间几种传感器在医学范畴中的运用打开剖析。
2.3.1 微生物传感器
微生物传感器的感触器是含有微生物的膜，作业原理是微生物会耗费待测溶液中的溶解氧，放出热量或许光，到达定量检测待测物质的意图。相对于酶传感器，微生物传感器运用安稳而且本钱更低，可是运用规模不及酶传感器，数据显现，微生物传感器能够检测的物质约为 60 种到 70 种。微生物会遭到待测物质的毒害影响，这是影响传感器准确度和寿数的首要因素，处理了这个问题，微生物传感器市场化指日可下。
2.3.2 酶传感器
这种传感器的活络元件是固定化酶，运用酶传感器就不需求花费许多精力去提取酶。临床上测定尿素、葡萄糖、乳酸、天门冬酰胺等生化方针能够选用酶传感器，例如现在的葡萄糖酶传感器现已开展到了第四代，运用规模广泛，而且国际上乳酸酶传感器技能现已适当老练。临床上要查验患者肾功用就要进行肾功用确诊，然后针对性的施行人工透析，这种情况下就要运用尿素传感器。酶传感器研讨时刻和开展时刻都较长，市场上的酶传感器现已到达了超越 200 种。
2.3.3 基因传感器
基因传感器是近年来才呈现的一种传感器，可是技能先进，国内外也有许多专家学者针对基因传感器进行研讨，现在现已成为研讨热门之一。基因传感器的根底是杂交高特异性，一般基因传感器上有 30 个左右的核苷酸单链核酸分子，通过和靶序列杂交测定方针核酸分子。现在研讨和运用较多的基因传感器是 DNA传感器，首要用于结核杆菌、艾滋病毒和乙肝炎病毒等的检测，然后到达确诊疾病的意图。
3 光纤传感器的运用
传达光并不是光纤的仅有用处，还能够用来交流信息。光纤能够将各种参数和待丈量结合起来，得到被测信号的状况，将其转化为光信号输出。相对于传统传感器，光纤传感器反响速度更快、活络度高，在运用进程中不会产生电磁搅扰，光纤密度小、保密性佳而且便于保存，因而光纤传感器在许多范畴都有运用。
3.1 原理和分类
根本原理便是光通过光纤进入调制区，然后和被测参数产生作用，被测参数会使光的频率、强度和相位等产生改变，改变后的光通过光纤通过调制器输出被测物理量。依照传感原理，光纤传感器能够分为两类，即传感型传感器和传光型传感器 ;依照丈量目标能够分为流量传感器、方位传感器、温度传感器、图画传感器等，医学范畴如今运用较多的是传光型传感器。
光纤传感器的作业原理
3.2 传光传感器的运用
传光传感器有许多长处，例如绝缘、体积小、不受微波和射频搅扰等，在法国、日本、美国等国家都有许多运用。
3.2.1 丈量pH值
选用光传感器丈量 pH 值的原理，是运用透射光和发射光的强度随波长分布光哭进行测定的，在纤维素膜盒中刺进两条光纤，然后将针头刺进血管或许安排中，试剂会和体液混合，吸收特定波长的光，然后运用剖析仪将丈量这种改变，剖析后即可得到安排或许血液的 pH 值。
测定 pH 值
3.2.2 丈量温度
现在国内外遍及选用微波加热疗法医治癌症，可是加热的温度难以操控，假如温度太低，癌细胞或许杀不死，而假如温度太高，正常细胞会被一同杀死，对人体有不良影响，适合的温度为42.5℃到 45℃，因而需求采纳办法监测加热温度，咱们能够运用光传感器到达这个意图，现已开宣布的一种便是运用钽酸锂晶体制造的，因为晶体的双折射特性因而对温度十分活络，尽管现在用于丈量温度的光纤传感器依然处于研讨阶段，可是需求量较大。
3.2.3 传输图画
原理是将多根光纤组成光纤束到达图画传输的作用，将其运用于内窥镜上能够极大的添加内窥镜运用规模，这种内窥镜具有自由度大、柔软、直径小的长处，因而在运用进程中患者根本不会感触到苦楚，光内窥镜还能够用于息肉切除等正常的医学范畴。
4 温度传感器的运用
温度方针在医学中十分重要，医师能够依托各个部位的温度来确诊疾病，例如在确诊休克患者时就需求获取其体表温度，而一个人体表温度升高则或许是得了感染性疾病，又如恰当的调理保温箱，能够给新生儿营建舒适的环境等。这些比如都阐明温度在医学范畴中的运用是很广泛的，因而温度传感器在医学中的运用相同重要。
4.1 温度传感器的品种及运用
4.1.1 热电偶式
回路由两种不同的金属组成，假如触电温度不同，那么就会有电流通过回路，这便是热电偶式传感器的原理。这种传感器的长处是牢靠准确、规模广、丈量安稳，在医学范畴有广泛运用。例如在肿瘤医治中，假如准确的操控温度就能强化放疗的作用，因而运用热电偶传感器将肿瘤周围温度操控在 43℃，提高了医治肿瘤的效果。
4.1.2 热电阻式
首要是运用热敏电阻，这是一种对温度很活络的元件，能够运用热敏电阻来制造探头，例如半导体热电阻和金属热电阻等。热电阻传感器的长处是价格便宜、反响快，而且工艺较为老练，我国工业运用热敏电阻十分广泛，因为热敏电阻活络、体积小的特色，在医学中相同得到了许多运用。例如在玻璃或许塑料中封装热敏电阻，能够用来丈量直肠、口腔等部位的温度，而薄片热敏电阻则用来丈量体表温度。热电阻传感器有宽广的开展前景。
4.1.3 热辐射式
实际上是一种热电变换器，运用黑色外表的元件将辐射量吸收进来，转化为热量后通过其他元件转化，成为参数或许电量，常见的便对错触摸式温度传感器，例如在非典期间运用广泛的红外线测温仪。
4.2 PN 结温度传感器
温度会对 PN 结的伏安特性产生影响，因而能够运用这个特性制造温度传感器，例如常见的有集成电路传感器、二极管和三极管温度传感器等。其间集成电路传感器运用较多，是在一片芯片上集成外围电路和温闽三极管。和热敏传感器比较，集成模仿传感器呼应速度更快、活络度更高，而且体积较小，带着和运用都很便利。
4.3 数字温度传感器
将温度转化为振动频率的改变是数字温度传感器的原理，数字温度传感器能够分为智能温度传感器和逻辑输出传感器。其间智能温度传感器也叫智能温度操控器，发明于上世纪九十年代，现在国际上现已有多种智能温度传感器，这是计算机技能和微电子技能结合的产品。智能温度传感器是一种软硬件结合的产品，其智能程度也遭到软件水平的影响。智能温度传感器体积小、抗搅扰而且精度较好，能够选用智能温度传感器建造病房多路温度测控体系，批量丈量体温，还具有报警功用。逻辑输出温度传感器便是温度开关，在许多时分咱们只关怀温度是否超出了规模，假如有这种需求则能够选用逻辑输出温度传感器。
5 结束语
综上，介绍了传感器的组成和分类，并剖析了当时常用的几类传感器在医学范畴的详细运用。
