2018年04月23日 | TE Connectivity带你走进医用传感器领域的创新

现代医学治疗已经离不开电子技术了，从我们最熟悉的B超、X光、核磁检查到微创、搭桥等，都因为电子技术的快速发展而发展。

这其中，传感器又扮演着至关重要的角色。它是连接人体和机器的重要通道，为处理器或医师提供最准确、最及时的数据和状态，如果源头有问题，那之后的一切都是错误的，医疗设备、器械和探针中的电子系统依赖于传感器信号进行控制操作、准确诊断和治疗。

对于医用传感器来说，可靠性、小型化、高精度以及低功耗是最重要的几大特点。日前TE Connectivity (TE)传感器事业部区域销售经理， 亚太区医疗行业负责人廖红云接受媒体采访时表示，“TE传感器的优势主要体现在，品质、本土化以及客户沟通上。我们一直在强调，公司的愿景不仅仅是商业赢利，更是为了人类的健康事业而贡献。在医疗领域，从材料的选择到整个工序的设计都是严谨的。尽管在项目中，我们也会面临成本压力，但工程师始终秉承品质优先，一定会在坚持品质的基础上做性价比优化。”

TE Connectivity (TE)传感器事业部区域销售经理， 亚太区医疗行业负责人廖红云接受采访

TE医用传感器介绍

2014年，TE通过收购Measurement Specialties(精量电子)、American Sensor Technologies以及Macro Sensor等多家公司，配合扩展了原有的传感器业务，并跻身全球最大的传感器企业之列。

TE收购的传感器公司，均已通过各种认证，包括ISO 13485及FDA等，可以满足医疗应用的严苛要求。

目前对于TE来说，重点关注四大领域，包括医疗、电动车、智能工厂以及数据中心，医用传感器市场也正是TE进入传感器领域之后需要大力发展的市场之一。

据廖红云介绍，TE医用传感器已涵盖八大领域，分别为压电薄膜传感器、压力传感器、湿度传感器、温度传感器、力传感器、位移传感器、超声传感器以及光电传感器，可满足医疗市场的各种需求。

廖红云表示，目前TE传感器大部分销售额来自传统医疗应用，和消费级传感器产品相比，尽管原理相同，但级别不一样，面向的人群也不一样，同样和工业传感器相比，医疗应用同样在尺寸、精度和生物兼容性方面有着更高要求。

以产业驱动为导向



这是我喜欢的一张图，你可能无法涵盖医疗行业的所有知识，但TE提供的方案可涵盖临床医疗的各类应用。

无论TE的产品多么优秀，最终都是要落实在产品端。

正如TE医疗部门首席技术官兼高级总监Vitaliy Epshteyn所说：“TE的与众不同之处在于我们的大部分医疗产品都是定制产品。这就要求我们在整个设计和开发过程中进行大量协作，进而实现满足客户需求的最佳解决方案。我们的客户在这一过程的早期便怀揣着设计或工程目标与我们展开对话。我们的工程师随后便能够与客户协作，并让客户参与这一过程的每一步。我们的销售团队也与客户合作，同客户的工程师一起整合创意和创新。”

廖红云表示，客户现在不会在乎传感器的具体技术，而是更关心功能实现，所以TE要提供更广泛的技术和应用，以满足行业应用。

廖红云认为，尽管医疗创新相对于其他行业看似会缓慢一些，但医疗创新需要严谨的论证以及长期的临床认可。

TE的产品又是如何实现客户的最佳解决方案呢？

目前，TE基于三个领域帮客户进行创新，按照应用分类可分为监护市场、医疗诊断与治疗市场以及特殊市场。

如图所示，TE传感器的大部分应用

TE监护市场主要应用

在监护市场中，TE的有创血压监测可以实现连续，准确和可靠的血压监测，应用于重症监护室，急诊室和手术室中。脉搏血氧仪则通过光电二极管准确可靠的测量血氧 (SpO2) 含量，TE提供多个波长选项的高度灵活性的SpO2传感器，能够提供组件或完整的脉搏血氧仪传感器（可重复使用的传感器以及一次性传感器），微型、低成本发射器以及检测器组合，以应对客户的不同需求。

同样，对于温度传感器来说，TE提供NTC热敏电阻，热电堆和数字温度传感器，以支持不同应用中的各种精度，封装和性能要求。以育婴箱为例，医疗实践证明，如果能够精确控制新生儿局部环境可改善医疗效果，降低死亡率，所以精确的传感器，对于医疗的改善至关重要。

针对医疗诊断与治疗市场，TE同样提供了包括产品和解决方案在内的一系列技术。

比如在力传感领域，力传感器在医疗设备中很少被提及， 但其实它是不可或缺的一种解决方案，因为它们在许多关键应用（最显著的是输液泵）中发挥关键作用，但由于工序复杂并且要求过高，目前提供力传感器的企业屈指可数。

对于非入侵气泡检测仪来说，TE的AD-101型气泡检测传感器专用于气泡检测的非侵入式持续监测，它采用超声波技术，可主动定位任何类型的无固体颗粒液体流动中断情况。该等传感器可进行持续自我诊断且装配灵活，可以使最关键的一些应用设计得以实现。


在透析设备领域，由于透析经过外循环的血液是用泵打进血管的，人们需要监测体外血液回路中的血液阻塞，同时需要精确控制打进血管的压力，压力过大过小都会引起患者不适，所以需要通过板装式压力传感器可以测量真空和正压状态下的压力。此外，透析液输送系统中需要压力控制透析过程的营养物质与废弃物质的交换速率以及清洁率，所以就需要使用不锈钢隔膜压力传感器以精确控制流体压力。而为了防止空气进入患者的静脉，需要在体外血液回路中通过气泡检测仪检测气泡。

持续正压通气（CPAP）呼吸机装置需要传感器可以持续精确控制气流，压力和湿度，以保持患者的舒适和安全。为此，TE提供了包括热膜式气体流量传感器有单向和双向设计，血氧传感器可帮助医生诊断睡眠呼吸暂停。另外板装式压力传感器测量鼓风机的空气压力，压电薄膜可通过测量呼吸过程中的振动来检测睡眠状态，同时温湿度传感器可确保呼吸机输出空气的精准性。

TE还配合医疗领域的前瞻公司，推出了众多创新应用

睡眠传感器利用压电薄膜进行人体睡眠检测，它可以直接贴附在机件表面而不会影响机件的机械运动, 具有宽频带，宽动态范围，高电压灵敏度的优点。压电薄膜安装在床垫下方，不接触患者，不会影响睡眠。即使透过衣服、病服或床单也能提供精确的测量结果。可以监测呼吸频率，心率，体动，深睡，浅睡时间等参数。

还包括导尿管传感器、辅助胎儿分娩等应用。

传感器还能发挥很多更有意思的事情，比如设计师兼制造者 Chloe Meineck 发明了一种能帮助痴呆症患者的设备-音乐记忆盒 (Music Memory Box)。用户将射频 ID 标签附着在熟悉的物体上，例如收到的奖状或小礼物上。将物体置于音乐记忆盒的中心时，读取器会识别射频 ID 号，然后播放相应的音乐或歌曲，这也许能勾起病人不曾触及的回忆。Meineck 的项目借鉴了以下医疗研究成果：痴呆症患者的记忆可能被音乐触发，尤其是患者过去听过的某首歌曲或歌曲片段。

关注远程医疗市场

除了与先进的应用结合，TE一直关注更广阔的医疗市场，比如将医疗保健转移至家庭以实现远程医疗。

由于受过训练的临床医生较少直接参与患者监测，医疗保健专业人员和医疗中心越来越依赖于配备传感器的器械，以风险最低的方式来跟踪和详细了解患者的健康状况。家庭健康设备添加传感器后变得更智能，能够与其他系统集成，并且能远程传送关键信息。

比如通过传感器检测皮肤体温、药瓶、甚至袜子和枕头以关注状态，并将数据传给医院，如过情况异常，医生就可以马上救治。
 
“人体像个超级电脑，到处都有感官输入”，TE传感器部门首席现场应用工程师 Brian Ream 表示。“甚至连身体在偷偷做我们不知道的事，很快我们也能测量。我们能捕获和测量的信息越多，就能对病人的健康状况了解的越多。”

廖红云说道：“针对远程医疗来说，是一个庞大的系统，传感器只是其中一部分，虽说不能说完全引领行业发展，但却是最基础的。同时TE的连接技术也给互联网提供了连接功能，我们是少数几家可以在同一平台拥有众多组合产品的公司，所以我们的机会就会大很多。”

更早介入客户的产品开发中

廖红云表示，TE会针对不同的市场为客户进行定制化，这种事情在中国有很多案例。客户在设计的前期，TE的工程师就已经和工程师对接。包括机械设计、参数设计、检测系统、测试系统等。而同时，TE拥有着更为广阔的传感器组合，可以为客户早期选型提供更准确的建议。

廖红云发现，中国市场客户无论在技术还是市场拓展上，有着不断的进步，从最早的做配件到现在供应整机，这就需要TE越来越多的和客户在一起。“尽管我们有些客户会自己生产传感器，但因为不是这方面的专家，所以无论在成本、稳定性等方面都没有保证，所以依然会选择我们合作。”

Brian Ream也表示，如果传感器专家能够一开始就参与产品设计，他们可以帮助设计团队规避重大风险。

Brian Ream提出，由于US FDA和欧洲共同体 (CE) 的法规要求医疗器械 OEM 在整个设计周期（从设计输入到最终验证和验收测试）中采用基于风险的设计方法，在管理这一过程时，OEM 厂商往往会忽视一家能够帮助他们降低设计风险的供应商：传感器供应商。这通常发生在具有创新专利功能的新型医疗器械诞生之时。在这些情况下，一些 OEM 厂商不愿意在设计过程早期与外部供应商分享设计信息。对医疗器械 OEM 项目经理和设计师来说，他们的传感器供应商，特别是供应商的产品专家，有可能在其开发新产品时发挥重要的作用。如果这些传感器产品专家能够从一开始就参与产品设计，他们可帮助设计团队规避重大风险，因为这些专家通常对传感器的性能有着极其深入的了解，且往往具有多年密切参与产品增强设计的经验。

TE医疗部门首席技术官兼高级总监Vitaliy Epshteyn也表示，TE的与众不同之处在于大部分医疗产品都是定制产品，“这就要求我们在整个设计和开发过程中进行大量协作，进而实现满足客户需求的最佳解决方案。我们的客户在这一过程的早期便怀揣着设计或工程目标与我们展开对话。我们的工程师随后便能够与客户协作，并让客户参与这一过程的每一步。”

关于TE的未来创新

近年来，TE通过收购 Creganna Medical 和 AdvancedCath ，进入了更广阔的医疗器械市场，可以更好地将传感器与其他技术相结合。比如TE开发出的导管血流量测量方案，通过一对匹配的热敏电阻引入在心脏的不同位置，通过温度和体积的改变从而可以读出血流量。

廖红云表示，作为坚持创新公司，TE始终关注市场变化，关注医生在诊断和治疗时的需求，以及关注患者的体验，进而对设计进行更改。

“对于医疗设备类产品来说，设计和生产难度非常高，进展较缓慢，所以需要中国客户更踏实更细致的工作。另外，随着人们生活水平提高，对健康管理和远程医疗提出了更高需求。”廖红云总结道，“而在技术方面，未来在精度、体积、材料等领域还有很多需要攻克的。”