CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN ỨNG DỤNG TRONG Y TẾ Ngày nay cảm biến được sử dụng nhiều trong cuộc sống từ phục vụ nhu cầu tiêu dùng, sử dụng và ứng dụng trong quân sự, trong dân sự đặc biệt cảm biến cũng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y học phục vụ con người một cách thiết thực trong cuộc sống. Tổng quan về công nghệ cảm biến 1.1 Cảm biến là một thiết bị phát hiện và phản hồi một số loại đầu vào từ môi trường vật lý. Đầu vào cụ thể có thể là ánh sáng, nhiệt, chuyển động, độ ẩm, áp suất hoặc bất kỳ một trong số rất nhiều hiện tượng môi trường khác.
Đầu ra nói chung là tín hiệu được chuyển đổi thành màn hình có thể đọc được ở vị trí cảm biến hoặc được truyền điện tử qua mạng để đọc hoặc xử lý thêm.2 Các loại cảm biến khác nhau Chúng ta sống trong một thế giới của cảm biến. Bạn có thể tìm thấy các loại Cảm biến khác nhau trong nhà, văn phòng, ô tô, v.v … để làm cho cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn bằng cách bật đèn bằng cách phát hiện sự hiện diện của chúng tôi, điều chỉnh nhiệt độ phòng, phát hiện khói hoặc lửa, pha cà phê ngon, mở cửa nhà để xe ngay khi xe của chúng tôi ở gần cửa và nhiều nhiệm vụ khác. Có thể là do Cảm biến ( và nhiều thành phần khác nữa). Có một số cảm biến được thực hiện bởi các tác giả và chuyên gia khác nhau.
Một số rất đơn giản và một số rất phức tạp. Việc phân loại cảm biến sau đây có thể đã được sử dụng bởi một chuyên gia trong chủ đề này nhưng đây là cách phân loại sensor rất đơn giản. Trong phân loại đầu tiên của các sensor, chúng được chia thành Hoạt động và Bị động. Cảm biến hoạt động là những cảm biến đòi hỏi tín hiệu kích thích bên ngoài hoặc tín hiệu nguồn.
5 Mặt khác, cảm biến thụ động không yêu cầu bất kỳ tín hiệu nguồn bên ngoài nào và trực tiếp tạo ra phản ứng đầu ra. Phân loại tín hiệu cảm biến: Dựa trên các phương tiện phát hiện được sử dụng trong cảm biến. Một số phương tiện phát hiện là: Điện, Sinh học, Hóa học, Phóng xạ, v. Việc phân loại tiếp theo dựa trên hiện tượng chuyển đổi tức là đầu vào và đầu ra.
Một số hiện tượng chuyển đổi phổ biến là: Quang điện, Nhiệt điện, Điện hóa, Điện từ, Nhiệt điện, v.1 Cảm biến analog: Tạo ra một đầu ra analog tức là tín hiệu đầu ra liên tục liên quan đến đại lượng được đo.2 Cảm biến kỹ thuật số: Trái ngược với Cảm biến analog, hoạt động với dữ liệu rời rạc hoặc kỹ thuật số. Dữ liệu trong các cảm biến kỹ thuật số, được sử dụng để chuyển đổi và truyền tải, là bản chất kỹ thuật số.3 Cảm biến nhiệt độ Một trong những sensor phổ biến và phổ biến nhất là Cảm biến nhiệt độ. Một sensor nhiệt độ, như tên cho thấy, cảm nhận nhiệt độ tức là nó đo các thay đổi về nhiệt độ. Trong cảm biến nhiệt độ, những thay đổi về Nhiệt độ tương ứng với thay đổi tính chất vật lý của nó như điện trở hoặc điện áp.
- Cảm biến nhận cỡ dây bơm dùng cho máy truyền dịch loại TELF600 của Hãng Termo được sử dụng rộng tại Bệnh Vện Hữu Nghị Việt Đức. 1: Cảm biến dùng cho máy đếm giọt LF600 (Hãng Terumo). - Cảm biến điều chỉnh tốc độ bơm tiêm điện của Hãng Termo dòng bơm TE331 và TE331 S, được sử dụng rộng tại Bệnh Vện Hữu Nghị Việt Đức. 2: Hình ảnh cảm biến điều chỉnh tốc độ bơm tiêm điện TESS 700 (Hãng Terumo).
• Dưới đây là một vài ví dụ về nhiều loại cảm biến khác nhau: 7 + Trong nhiệt kế thủy tinh dựa trên thủy ngân, đầu vào là nhiệt độ. Chất lỏng chứa mở rộng và hợp đồng đáp ứng, làm cho mức độ cao hơn hoặc thấp hơn trên thước đo được đánh dấu, có thể đọc được. + Một cảm biến oxy trong hệ thống kiểm soát khí thải của ô tô phát hiện tỷ lệ xăng / oxy, thường thông qua phản ứng hóa học tạo ra điện áp. Một máy tính trong động cơ đọc điện áp và, nếu hỗn hợp không tối ưu, điều chỉnh lại cân bằng.
+ Cảm biến chuyển động: Trong các hệ thống khác nhau bao gồm đèn an ninh gia đình, cửa tự động và đồ đạc trong phòng tắm thường phát ra một số loại năng lượng, chẳng hạn như lò vi sóng , sóng siêu âm hoặc chùm ánh sáng và phát hiện khi dòng năng lượng bị gián đoạn bởi một thứ gì đó đi vào. + Một cảm biến quang phát hiện sự hiện diện của ánh sáng khả kiến, truyền hồng ngoại (IR) và / hoặc tia cực tím (UV). + Cảm biến dò bọt khí: Được dùng nhiều trong máy chạy thận và máy truyền dịch chúng tôi cung cấp các cảm biến phát hiện chất lỏng sử dụng công nghệ siêu âm, trong đó cảm biến mức chất lỏng, bọt khí, máy dò khí dòng và điểm, rất quan trọng đối với hoạt động của hệ thống. Các cảm biến này không bị ảnh hưởng bởi các đặc tính quang học hoặc hằng số điện môi của chất lỏng đang được theo dõi.
3:Cảm biến dò bọt khí dùng cho máy chạy thận 8 Ứng dụng nổi bật • Theo dõi huyết áp • Đo nhiệt độ cơ thể • Công nghệ bơm y tế • Thiết bị lọc máu • Công nghệ đeo y tế • Theo dõi giấc ngủ • Máy thở y tế • Ống thông tiết niệu (đồ họa thông tin) • Sinh con được hỗ trợ (Đồ họa thông tin) • Đo lượng oxy trong máu không xâm lấn (Đồ họa thông tin) • Giám sát các dấu hiệu quan trọng Hình 1. 4: Cảm biến nhận cỡ xy lanh sử dụng trong bơm tiêm điện TESS700: 9 + Cảm biến điện trở từ trong máy bơm ống tiêm để phát hiện tốc độ dòng chảy, ống tiêm rỗng và tắc nghẽn + Chuỗi cảm biến vị trí chậu được sử dụng để định vị dụng cụ phẫu thuật từ xa và định vị giường bệnh nhân để chụp X - Quang / CT + Máy đo gia tốc dựa trên MEMS cực nhỏ để đo độ run ở bệnh nhân Parkinson + Cảm biến áp điện (và cả nhiệt điện) để nghiên cứu chứng ngưng thở khi ngủ + Máy phát / máy thu phim Piezo phát hiện sự hiện diện của bong bóng trong bơm tiêm truyền / bơm tiêm điện. + MEMS và các cảm biến dựa trên cảm biến lực để bảo tồn oxy và theo dõi mức bình oxy + Cảm biến nhiệt độ NTC để đo nhiệt độ da / cơ thể + Cảm biến áp suất dựa trên MEMS cho bộ cảm biến huyết áp vòng bít 1. Các cảm biến trong ứng dụng y tế Hình 1.
5: Cảm biến dùng trong điều trị người bệnh 10 Hình 1. 6: Cảm biến ứng dụng trong điều trị thần kinh Hình 1. 7: Cảm biến điều trị ngoài da 11 Hình 1. 8: Cảm biến hồng ngoại (dùng tại bồn rửa tay cho bác sỹ, y tá) Dây cáp Kẹp trên của cảm biến lưu lượng/ phát hiện bọt khí Hình 1.
9: Cảm biến lưu lượng/ phát hiện bọt khí dùng trong máy ECMO + Tên sản phẩm: Bộ cảm biến lưu lượng/ phát hiện bọt khí hệ thống tim phổi nhân tạo cấp cứu CAPIOX SP-200 Nhà sản xuất: Nipro- Transonic Japan Inc. + (Mã SP: ME * SPFAS01 (cho bộ ống tiêu chuẩn), ME * SPFAS02 (cho bộ ống mềm)) 12 + Một cảm biến truyền dẫn sóng siêu âm và một cảm biến nhận được tích hợp vào thiết bị. Dòng chảy được đo bằng phương pháp siêu âm, và các bọt khí được phát hiện bởi sự thay đổi mức tiếp nhận sóng siêu âm. + Cảm biến lưu lượng/ phát hiện bọt khí được gắn vào ống dây dẫn máu (đường kính trong 9,5 mm (3/8 inch).
+ Khi phát hiện có bọt khí hoặc dòng chảy ngược, vòng tuần hoàn bị khóa lại bằng pít tông. Kẹp nhanh được gắn vào ống dây dẫn máu (đường kính trong 9,5 mm (3/8 inch)). Cáp cảm biến nhiệt độ Khi đo nhiệt độ, nối bộ cảm biến nhiệt độ thích hợp (CAPIOX Luer Thermistor) vào bộ điều khiển. Dây cáp Đế cố định Hình 1.
10: Cáp cảm biến nhiệt độ của máy ECMO. Cáp cảm biến áp lực Hình 1. 11: Cáp cảm biến áp lực 13 Khi đo áp lực, nối bộ cảm biến áp lực phù hợp với tiêu chuẩn ANSI/AAMI BP22: 1994 vào bộ điều khiển. Khuyến nghị sử dụng các cảm biến áp lực MP5100 (TW) và MP5200 (TW) của Edwards Lifesciences Corporation.
Cáp thiết bị CDI: Hình 1. 12: Cáp thiết bị CDI Khi truyền thông tin dòng chảy tới hệ thống CDI 500, hãy kết nối hệ thống CDI 500 với bộ điều khiển Hình 1. 13: Cáp CDI 500 14 * Cánh tay kẹp nhanh Khi cố định kẹp nhanh, sử dụng thiết bị này với cánh tay linh hoạt. Có thể gắn cánh tay kẹp nhanh ở nhiều cấu hình khác nhau do loại cánh tay linh hoạt này.
14: Kẹp cánh tay * Giá gắn kẹp nhanh (Cho EBS) Để giữ chắc kẹp nhanh, sử dụng thiết bị này với giá đỡ phổi nhân tạo CAPIOX EBS. 15: Kẹp nhanh (cho EBS) 15 Cửa sổ phát hiện cảm biến Hình 1. 16: Kẹp cảm biến 1. Kết luận chương Ngày nay cảm biến được dùng phổ biến nhiều trong các lĩnh vực từ y tế cho đến các nghành nghề khác.
- Cảm biến phát triển trong nhiều lĩnh vực như công nghệ điện thoại thông minh, vệ tinh, trí tuệ nhân tạo vv. - Cảm biến trong quân sự an ninh quốc phòng - Cảm biến trong lĩnh vực sản xuất các dụng cụ thiết yếu phục vụ con người. - Cảm biến trong lĩnh vực ô tô đã được phát triển rất mạnh tại Việt Nam - Cuối cùng cảm biến trong lĩnh vực y tế. Các ứng dụng cảm biến trong y tế đã đem lại giá trị thiết thực trong việc điều trị người bệnh, ứng dụng rất nhiều trong các phương tiện như bơm tiêm điện, máy truyền dịch, máy mê, máy thở, máy ECMO 16 trong điều trị bệnh covid 19 đã rất thành công tại Việt Nam và còn rất nhiều máy khác nữa.
Việc phát triển các trang thiết bị có gắn cảm cảm biến là su thế của thế giới hiện đại giúp con người ngày càng phát triển trong lĩnh vực y khoa, tìm được các phương pháp điều trị tốt nhất mang lại hiệu quả cao giúp con người nhanh sớm bình phục. KỸ THUẬT ECMO TIM-PHỔI NHÂN TẠO Kỹ thuật ECCMO là một phương pháp kỹ thuật mới trong ứng dụng điều trị các bệnh về đường hô hấp, phương pháp này đã đem lại hiệu quả cao trong việc chữa trị cho những bệnh nhân nặng suy hô hấp đem lại sự sống cho nhiều người 2.