壓力、流量傳感器在呼吸機等醫療設備中的應用

傳感器在呼吸機等醫療設備中扮演著重要角色，它們負責將監測到的物理值（例如氣道壓力、流量、溫度、濕度等）按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足醫療設備對相關信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。從而可以使醫務人員通過利用專業的醫療設備對患者進行病情診斷和相關救治工作。

呼吸機在現代臨床醫學中作為能人工替代自主通氣功能的有效手段，已普遍用于各種疾病所致的呼吸衰竭、大手術期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復蘇中，在現代醫學領域內占有十分重要的位置。特別是在近日，一場突如其來的新型冠狀病毒感染引起的肺炎中充分體現了呼吸機的作用。

呼吸機是一種能夠起到預防和治療呼吸衰竭，減少并發癥，挽救及延長病人生命的至關重要的輔助醫療設備。

Sensepa壓力傳感器SDNA系列可用于高流量呼吸機

壓力傳感器

在呼吸機中壓力傳感器主要是將氣道壓力轉化為差動信號，并將測量值交給電路MCU準確做出吸氣和呼氣判斷。之后由MCU發出指令控制進氣泵，增大或者減小管道壓強。使患者呼吸自然順暢，不會產生抵觸感。

測量呼吸壓力對于系統運作至關重要。操作期間，帶泵的呼吸機可檢測到呼吸壓力的變化和振動，如打鼾。呼氣期間的二氧化碳水平可以使用差壓傳感器進行計算。通過使用可以測量2英寸水柱壓力差的差壓傳感器，CPAP系統可以更好地了解患者的二氧化碳輸出以調節輸入壓力。

氣體流量傳感器

此類傳感器監測患者的呼吸狀況，然后在患者開始呼氣時發送信號通知睡眠呼吸機以降低風扇的速度，減少患者呼氣時的阻力，以免患者覺得呼吸時好像自己在跟機器“對抗”而產生不適感。呼吸機使用氣體質量流量傳感器來檢測呼吸循環，令患者感到更為舒適，因此比沒有此項功能的機器更為常用。

用在呼吸機中的氣體質量流量傳感器需要提供高分辨率和高精度的傳感能力，以便感應較弱的氣流變化，更精準地控制輸送給患者的空氣流量。這些傳感器需要能夠***測量提供的空氣流量，并感知氣流的存在與否。

另一個重要的考慮事項是功耗。低電壓損耗使得呼吸機可由電池供電，這賦予患者更大的使用靈活性和自由度。最后要說明的是，在患者試圖入睡時，應控制呼吸機電機發出的噪音，這一點很重要。電機噪音或嗡嗡聲過大都會影響患者睡眠，這與呼吸機的初衷相悖。如果壓降（壓降等于傳感器的電阻）靈敏性過高，電機工作就比較費力，因此需要氣體質量流量傳感器和相對較低的壓降，否則將會增加噪音且縮短電機的使用壽命。

霍尼韋爾 Zephyr? HAF 系列傳感器為指定的滿量程流量范圍及溫度補償范圍內讀取氣流數據提供一個數字界面。隔熱加熱器和溫度感應元件可幫助傳感器對空氣流或其他氣流做出快速響應。 這些傳感器根據熱傳遞原理測量氣流的質量流量。它們由含有熱電阻微橋的微機電傳感系統 (MEMS) 組成，薄膜鉑電阻沉積于氮化硅薄膜上。MEMS 傳感芯片位于精密設計的氣流通道內，提供對于流量的可重復響應。

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