醫(yī)療器械行業(yè)一個最大的趨勢就是小型化，即開發(fā)更小型、更便攜的設(shè)備來應(yīng)對醫(yī)院和家庭健康護理空間有限的挑戰(zhàn)，使得醫(yī)護人員能夠快速簡單地把設(shè)備從一個病人處移到另一個病人處。呼吸機、診斷設(shè)備、泵及抽吸設(shè)備現(xiàn)都正在改進以適應(yīng)這種趨勢變化。健康護理行業(yè)的發(fā)展為促進醫(yī)療設(shè)備小型化做出了重要貢獻，特別是在歐美，他們竭力將病人從住院治療盡快轉(zhuǎn)為家庭護理治療，而在家庭護理治療中便攜性對于病人接受護理和使用設(shè)備來說是至關(guān)重要的，這有助于他們獲得盡可能高的生活質(zhì)量。

設(shè)備小型化對醫(yī)療器械設(shè)計人員是一個挑戰(zhàn)，他們不僅要縮減產(chǎn)品的尺寸，還要設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)各種配置和護理設(shè)置的設(shè)備。因而，傳感器制造商開始通過提供靈活的安裝選項、更小的尺寸以及將多個傳感器功能集成到一個封裝中來響應(yīng)設(shè)備小型化的需求。在某些情況下，有些傳感器甚至在以前未曾涉及到的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如外科手術(shù)器械。

傳感器平臺提供了多種機械接口、安裝方式、封裝類型和I/O選項，使得醫(yī)療器械設(shè)計人員能夠在降低成本和減小電路板空間的同時為其應(yīng)用選擇合適的接口。例如，壓力傳感器就可集成到多種設(shè)計中，因為它提供有多種連接方式(端口樣式)、封裝形式(DIP、SIP、表面安裝)以及輸出(模擬或數(shù)字)選項。

靈活的傳感器封裝選項

傳感器具有靈活的封裝形式(包括歧管安裝和電纜組件選項)，使得設(shè)計者在印刷電路板(PCB) 上放置傳感器時具有更大的靈活性，此外，它還消除了管道和相關(guān)連接件的使用，使得醫(yī)療器械外形更加小巧，設(shè)計更加簡單，裝配更加快捷。靈活的安裝選項還可確保傳感器被精確地放置在所需位置，即靠近患者或液體介質(zhì)(如血液、化學(xué)品或水)的位置，以實現(xiàn)準確和高精度的測量。

壓力傳感器

傳感器能夠放置在靠近患者的位置對于許多應(yīng)用來說非常關(guān)鍵，比如在透析應(yīng)用中，準確地測量透析液和靜脈壓力就非常重要。壓力傳感器必須能夠精確地監(jiān)測透析液和血液的壓力以確保其維持在所設(shè)定的范圍內(nèi)。

此類型應(yīng)用需求傳感器必須外形小巧且能夠耐受液體介質(zhì)。在許多情況下，與液體介質(zhì)不兼容的傳感器需要額外安裝部件來保護它，增加了產(chǎn)品的體積、費用以及復(fù)雜性。液體介質(zhì)耐受力在監(jiān)測病人呼吸時顯得特別重要，因為此處的傳感器必須能夠承受病人的咳嗽和呼出的潮濕空氣。

例如，霍尼韋爾TruStability® HSC/SSC電路板安裝型壓力傳感器和26PC流通式壓力傳感器就可直接接觸液體，在過濾患者使用的透析液時迅速反饋透析液壓力。這些傳感器還為透析儀生產(chǎn)廠家提供了多種端口選項和封裝設(shè)計。

圖片說明：霍尼韋爾傳感與控制部的TruStability®電路板安裝型壓力傳感器提供了一系列機械接口、安裝方式和I/O選項以及液體介質(zhì)兼容性選項，使醫(yī)療器械設(shè)計人員能夠選擇正確的接口和封裝來減少電路板空間。

用于傷口護理的傳感器

負壓創(chuàng)面治療是另一種得益于壓力傳感器微型化的應(yīng)用，微型化傳感器能夠在最大限度地降低產(chǎn)品成本的同時為產(chǎn)品提供高可靠性和出色的質(zhì)量。通過平臺化的方式，醫(yī)療器械制造商可以在各種傷口護理產(chǎn)品中使用相同的基本型傳感器，設(shè)計人員能夠縮放輸出以滿足應(yīng)用的具體需求。例如，霍尼韋爾的NBP系列電路板安裝基本型壓力傳感器就提供了一系列封裝類型、壓力范圍、外殼和端口選項，使其能夠在考慮到成本的同時更容易地集成到醫(yī)療器械中。NBP系列傳感器被封裝在一個7 mm x 7 mm的空間內(nèi)，能夠滿足便攜式家庭健康護理產(chǎn)品的空間需求。

圖片說明：霍尼韋爾的NBP系列電路板安裝基本型壓力傳感器外形小巧，易于放置在緊密間隔的印刷電路板上或小型設(shè)備中。一系列封裝類型、壓力范圍、外殼、凝膠涂層以及端口選項能夠滿足醫(yī)療設(shè)計人員特定的應(yīng)用需求。

觸力傳感器

觸力傳感器在醫(yī)療應(yīng)用中(如輸液泵等)用于測量藥物輸送管中的壓力。這些傳感器采用了壓阻技術(shù)，外形小巧，能夠精確、可靠地感觸力 (<100 ppm)。傳感器對壓力變化的高靈敏度使其能夠盡早地發(fā)現(xiàn)堵塞問題并及時發(fā)出聲音報警通知醫(yī)護人員，從而提高了病人的安全性。這些傳感器的量程還能夠縮放至不同的壓力范圍，包括0到1½磅力 (FS01) 和0至3磅力 (FS03)，并針對多個量程范圍提供了預(yù)驗證，從而實現(xiàn)了更大的設(shè)計靈活性。

觸力傳感器有多種封裝類型可選，能夠按照多種附著方式安裝到設(shè)備管道上，提供了最大的靈活性，尤其是在輸液泵和透析應(yīng)用中。霍尼韋爾的FSS、FSG及FS01/FS03系列觸力傳感器提供了多種封裝類型和結(jié)構(gòu)尺寸，易于集成到空間受限的輸液泵應(yīng)用中且更加便攜，提高了患者的生活質(zhì)量。此外霍尼韋爾的FSS和FSG觸力傳感器產(chǎn)品線還增加了翼形引腳，使得醫(yī)療器械制造商能夠從通孔設(shè)計變?yōu)楸砻姘惭b設(shè)計，更有利于當(dāng)前的大批量生產(chǎn)。

集成元件

有些傳感器(如溫度傳感器和濕度傳感器)集成了多種功能，這將進一步促進設(shè)備的小型化趨勢，具有多種裝配和制造優(yōu)勢，包括：

- 通過消除電路板上的多個傳感器簡化了設(shè)備的設(shè)計、制造和安裝。

- 增強了設(shè)備的功能。

- 提高了患者的舒適度和安全性：由于設(shè)備帶有集成傳感器，其易損壞的零部件數(shù)量以及連接點變少了，減少了潛在的故障源數(shù)量。

- 通過消除PCB板到微處理器的電路板輪廓，設(shè)計驗證過程更加簡單。

- 減少了總成本。

傳感器內(nèi)部包含的智能化裝置本身也有助于產(chǎn)品的微型化。例如，經(jīng)過完全校準、溫度補償和放大的傳感器減少了PCB板所需的零部件數(shù)量，有助于降低產(chǎn)品的尺寸、重量以及成本。通常情況下，這些設(shè)計無需使用電阻器和放大器等補償和校準傳感器信號的外部元件。正是因為不需要補償和校準，所以制造商就可以免去在測試流程上所耗費的時間和費用，最終縮短產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。

制造商還可以通過增加一個傳感器數(shù)字接口選件進一步消除外部電阻器、電容器和放大器。數(shù)字接口能夠使傳感器信號直接與微處理器連接，從而為空間受限的醫(yī)療器械設(shè)計節(jié)省了電路板空間。

圖片說明：霍尼韋爾的HumidIcon™數(shù)字式溫濕度傳感器能夠在一個小型封裝內(nèi)提供兩種功能，從而實現(xiàn)更大程度的微型化。

例如，霍尼韋爾的HumidIcon™數(shù)字式溫濕度傳感器就可以提供具有溫度補償?shù)臄?shù)字I2C輸出，消除了PCB板上與信號調(diào)節(jié)相關(guān)的元件，從而減小了電路板空間以及與這些元件相關(guān)的成本。這不僅簡化了傳感器與微處理器的集成，而且還可以消除伴隨PCB板上多信號調(diào)節(jié)元件產(chǎn)生的各種問題。

傳感器采用超小型SOIC-8表面安裝式封裝，具有兩種配置：無過濾器、無冷凝的HIH-6130型和具有阻水過濾器、抗冷凝的HIH-6131型。這些傳感器可以在低至2.3V的電壓下工作，能夠用于低功耗應(yīng)用以延長電池壽命，這對于設(shè)備的便攜性非常重要。

平臺化傳感器

基于平臺的傳感器具有多種端口類型、安裝方式、額定電壓和輸出形式(數(shù)字或模擬)，可用于各種醫(yī)療應(yīng)用。其靈活性使得設(shè)計人員能夠針對他們的應(yīng)用選擇合適的傳感器而無需昂貴的定制化組件，同時也使得工程師能夠很容易地對他們的設(shè)備設(shè)計和技術(shù)規(guī)格進行更改。通常這種選項組合方式會降低潛在的額外成本和加快產(chǎn)品上市時間。

這種平臺化的方式能夠適應(yīng)醫(yī)療器械設(shè)計的許多特殊需求，包括設(shè)備尺寸和形狀。傳感器平臺構(gòu)建模塊對所有的標(biāo)準選項和配置都進行了預(yù)驗證，有助于從一開始就為客戶提供高質(zhì)量和可靠的產(chǎn)品，同時還加快了研發(fā)和制造速度。

傳感器制造商可以幫助設(shè)計人員設(shè)計出適用于現(xiàn)今醫(yī)療環(huán)境的醫(yī)療器械，無論是醫(yī)院還是家庭護理設(shè)備，產(chǎn)品的尺寸、易用性、便攜性、可靠性、精度和成本都是最重要的。在努力研發(fā)越來越小型化的設(shè)備時，設(shè)計人員必須了解其應(yīng)用所需的壓力類型和范圍、精度、供電電壓、封裝需求以及輸出類型，這樣才能夠為其具體應(yīng)用選擇最合適的傳感器。此外，他們還需要知道傳感器可能會接觸的液體介質(zhì)，以選擇能夠兼容這些液體的傳感器。正是因為傳感器具有一系列尺寸、封裝方式、裝配選件、端口類型和輸出可供選擇，所以它們可應(yīng)用于各種應(yīng)用。