据统计，压力传感器是全球三大传感器种类之一（流量、压力、流量传感器）。高端医疗器械展查阅资料发现，压力传感器种类繁多，MEMS是用量最大的压力传感器技术，其次是陶瓷、溅射薄膜、微熔等压力传感器，传统应变片、蓝宝石、压电、光纤、谐振等压力传感器在计量、医疗器械等领域有所应用。

图片来源：Medtec China

工作原理

医用传感器在医用产品化的应用案例除了常见的医用超声波检测和CT、CR、DR等医疗设备外；从医用设备呼吸机、血液分析仪、多参数监护仪、核磁共振仪、心脑电导联系统、心血管系统装置，到目前热门的移动互联医疗、远程医疗、人工智能AI医疗、手术机器人等，都有医用传感器的身影。不难预测在现代医学领域中，传感器的应用会越来越广泛和深入。

目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。 

工作原理是基于半导体材料（硅）的压阻效应。在MEMS芯片核心敏感区域-硅膜的特定方向上掺杂形成4个等值的半导体电阻，并连接成惠斯通电桥。

当硅膜受到外界压力作用时，半导体电阻会产生变化，造成电桥失去平衡，这样压力变化带来电流或者电压变化，通过过滤、放大等信号处理过程输出可显示的连续信号，产生的图形和数字显示在监护仪上，供监护、显示、提示和报警用。已经应用于一些领域，如肺动脉测量以监测心力衰竭，一次性内窥镜，冷冻消融术，前列腺动脉栓塞术，颅内压监控等。

性能问题

在一些医疗器械中快速的归零是非常重要的。因此在使用前需要进行完整的校准和归零操作，以消除仪器本身的误差和漂移。比如颅内压监测仪，由于其需要在颅内植入传感器，并测量颅内压力的微小变化，

漂移，是指MEMS器件输出信号的偏移或偏差。在MEMS器件中，由于机械部件的微小变化，如温度变化、机械应力和湿度变化等，会导致输出信号的漂移。

漂移问题通常是由MEMS器件中的微小不稳定性引起的，这些不稳定性包括温度变化，机械应力， 为了解决MEMS漂移问题，通常需要采用一些技术手段，例如温度补偿，材料选择，设计优化。

安全问题

在设计时，也需要电学方面的因素，漏电流，EMI，EMC，ESD以及对MRI的影响，除了需要符合ISO60601的规定之外，也需要考察介入器械在可能的使用场景中的兼容性。 

生物相容性，产品暴露在人体环境中，就需根据ISO10993来评估其毒性、炎症、发热和过敏的测试结果；另外，在血管中放入的器械会导致血流变化，所以该类器械还需评估血栓形成和血液凝固的可能性，以及在设计时需要考虑血流的影响，做相应的优化调整。

设计时需要考虑的因素

测试范围，压感除了尺寸外，量程也需要选择最合适的范围，在被测物理量的变化范围内尽量的缩小量程范围，MEMS厂商在研制新芯片时尽量把所有的应用范围都涵盖在内，以提高销售量，减少研发成本，但是在器械研发中却是相反的，很大范围的量程往往其精确度不如小量程传感器。

设备的耐受性（或耐用性）是首先需要考虑的一个重要概念。用于测量温度、振动和位置等特性的传感元件小而精密。例如，热电堆传感器由一组精准的小型热敏电阻组成，用于测量其可测范围内的温度。这些传感器的封装方式可以保护传感元件免受外部环境的影响。这在通风设备等应用中至关重要，其中热电堆用于测量表面温度，空气流量传感器测量气流温度以针对环境变化进行补偿，并为装配的其他传感器提供温度测量基线。传感元件采用不锈钢外壳封装，处于全密封状态，可防止外部环境（如潮湿和其他恶劣因素）对其造成影响。

压感类型，压感有表压，绝压，差分等类型，在选型时要考虑将来的销售区域的气压问题， 尤其是高原，比如我国第二阶梯的地区，云贵，山西，宁夏等，甚至西藏和青海地区，在沿海地区几乎0海拔的大气压大概100kpa，而到了海拔4100米平均大气压只有61Kpa。

尺寸，在全新开发或者模仿开发新器械时，需要知道器械的外形尺寸，以及对传感器的尺寸要求。高端医疗器械展咨询相关专家表示，在一些需要监护和治疗的场合，尺寸是一个很关键的因素，小尺寸意味着小创口，进而意味着良好的预后和更短的院内停留时间。

文章来源： 医聊MedTalks、传感器专家网、EO治理前沿、优利威

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