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新冠超级“毒王”现形,传感器又要颠覆你的认知了

阿尔法仪器 本站 2021-12-31 314 126

上周新发现的新冠变种病毒奥密克戎(Omicron)在全球市场引起轩然大波。尽管科学家们对其的了解仍然有限,但截至目前,已有超10个国家/地区发现其感染病例,美国、欧盟等多个国家和地区宣布针对非洲南部国家的旅行禁令或限制。

当下,新冠疫情依旧让人绷紧神经,任何突如其来的不利消息都会让人陷入焦虑。在研究医疗和药物的同时,加强疫情防控仍然是不二之选。首当其冲的是传感器领域的新技术正在深度重构医疗健康行业,尤其在疫情防治期间发挥的作用可以用“凸显”两个字来概括。


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疫情防控大利器

作为前端数据采集的传感器,在医疗事业上有着很大的发挥空间。疫情防控将传感器在医疗领域的应用放大至人们面前,使人们看到传感器确实“大有可为”,未来更是不可或缺。

比如大家最为熟悉的是用于人体体温测量的耳温枪、额温枪,其中用到的主要是热电堆红外传感器。

热电堆红外传感器是由一系列热电偶串联组成的温度传感器。热电偶两端由两种不同材料组成,当一端接触热端、一端接触冷端时,由于seebeck效应在两种不同材料之间会产生一个电势差,电势差的大小与两种不同材料之间的温度差有关。热电堆传感器将一系列热电偶串联在一起,从而提高传感器的探测灵敏度。

还有,全国多地的医院、车站、机场等人流密集的公共场所发热人员筛查和监控要用到红外测温仪和红外热成像仪,它们就像是一双探知热量的眼睛,能快速找出并追踪体温较高的人员。其核心就是红外传感器也叫红外探测器。

在居家隔离中,为了实现对辖区居家隔离人员的精准管控,社区工作人员在居家隔离人员的入户大门上安装了智能门磁传感器。

据了解,门磁传感器以物联网技术为基础,实现实时数据传输。社区协助运营商录入居家隔离人员信息后,为其贴上门磁传感器。

只要居家隔离人员打开大门,该门磁会立刻将“报警”信息推送到社区工作人员手机上,以便工作人员及时掌握情况并迅速作出反应,提升了隔离管控工作效率,科学精准地筑牢安全防线。当然,传感器在日常疫情防控中的应用不胜枚举,正是低调而强大的功能,曾一度供不应求。


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医疗应用不断丰富

只要你去一趟医院,就会不禁发出一句感慨:挂号、门诊、手术都要排队,病人真的越来越多了。可再怎么厉害的医生也只是一个人类,他有限的精力无法对更多的患者进行实时的监控。好在医疗传感器以及医疗器械的出现,无疑很好的解决了这些医疗上的难题。

目前,传感器已经应用到医疗设备、癌症治疗、无创检测等多个领域,如移动DR、CT设备及设备备件中采用的倾角传感器、微波加热治疗癌症中采用的光纤传感器、胶囊胃镜中采用的 CMOS图像传感器等。

在疫情期间被应用较多的医疗设备比如呼吸机、监护仪、负压救护车、机器人等同样大量运用到多类传感器技术。

呼吸机

呼吸机中的多个传感器器件,能够持续精确控制气流,压力和湿度,以保持患者的舒适和安全。

总的来说,典型的呼吸机设备都会用到气体质量流量传感器、压力传感器、湿度传感器、温度传感器和磁传感器,这些传感器可监测和帮助控制气流、压力、湿度与温度,同时支持稳定的电机控制。

监护仪

传感器在监护仪上的应用发挥的淋漓尽致。比如用到的电感式传感器主要用于心电图测量;电阻式传感器用于呼吸测量。温度传感器用于温度测量。光电式传感器用于血氧饱和度和脉搏测量。谐振式传感器和基于多普勒超声原理的超声式传感器都可用于无创血压测量。压力传感器可用于有创血压测量。红外式传感器可用于呼吸末二氧化碳测量。

负压救护车

平日大家可能对救护车比较熟悉,而这次疫情感染很多人,用普通的救护车隔离不了病毒,因此负压救护车呼之欲出,它能有效的隔离病毒传染源,那么负压救护车上肯定会使用到负压传感器。

负压救护车

其中最关键的救护车负压系统,是由负压净化装置和监测报警装置组成。监测报警装置的重要组成部分就是微差压传感器微差压传感器共有两路空气接口,一路安装于病室内,另一路安装于病室外,可测量救护车病室内外的空气压力,相关控制仪表可将信号反馈给差压传感器,若出现病室内负压不满足预定的设计要求时,控制仪表可发出报警信号。

医疗机器人

此外,集成多个传感器技术的机器人在医院问诊和医护工作中同样发挥了重要作用,它可实现医务工作无人化。比如人脸识别用到图像传感器,语音交互用到麦克风,激光雷达进行测距,运动传感器进行导航定位等。集成传感器的无人机、无人车可进行远程测温、消毒、监控和运输等。

就如同我们自己拥有听觉、视觉等感官一样,这些医疗传感器也能够让那些医疗器械拥有独特的感官,它们能够对用户进行全天候的监测,随时告知用户自身的状况,以及是否需要及时医治。


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创新医用传感技术,打赢新冠“毒王”攻坚战

在2020年的新冠疫情冲击下,多国经济停摆。即将步入2022年,新冠病毒“变种”再一次卷土来袭,面对新一轮疫情防控,科技创新却焕发别样活力,诸多创新型传感技术应对疫情和新冠病毒方案应运而生,数字世界与物理世界进一步融合,展现出人类应对突发“大考”的智慧与韧性。感知芯视界盘点出近期不断推出的创新医用传感技术或成果,一起来看:

5分钟出结果!碳纳米管传感器可快速检测新冠

日前,麻省理工学院(MIT)的工程师利用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器,可以在没有任何抗体的情况下检测新型冠状病毒(SARS-CoV-2),并在几分钟内给出结果。

研究人员称,新技术可以给出快速且准确的诊断,不仅针对Covid-19,而且适用于未来的大流行病。据悉,该诊断仪是基于斯特拉诺实验室(Strano’s lab)之前开发的碳纳米管传感器技术。研究人员仅花了10天就研制出了针对新冠病毒的传感器,然后经过测试,并将其纳入一个工作原型。这种方法也消除了对抗体或其他试剂的需要,而这些试剂的产生、纯化和广泛使用都很费时。研究人员已经为这项技术申请了专利,希望它可以用于Covid-19诊断的商业化。

新冠核酸检测不用再戳喉咙和鼻子了,蛋白质生物传感器即将到来

科学家发明了一种新方法,可以检测冠状病毒的蛋白质和抗体。他们设计了基于蛋白质的生物传感器,当与病毒成分或特定的COVID-19抗体混合时,传感器会发光。这一突破或许将在不久后使病毒监测更快捷方便。这项研究已发表在《自然》上。

目前,在诊断冠状病毒感染时,大多数都依赖一种被称为RT-PCR的技术,这种技术会放大病毒的遗传物质,使其可见。这项技术需要专门的人员和设备,对实验用品消耗也很大。这些用品在一些国家十分短缺。为了在不需要放大病毒遗传物质的情况下直接检测到患者样本中的冠状病毒,华盛顿大学的一个研究团队利用计算机设计了新的生物传感器。这些以蛋白质为基础的装置能识别病毒表面的特定分子,与它们结合,然后通过生化反应发光。

在业内有一句名言:传感是智能之父,数据是智能之母。”传感器作为智能技术的起点,肩负着感知环境,收集获取数据的任务,在医疗领域助力人们完成更精确高效的疾病防治和健康监测,相信通过全行业的共同努力奋进,未来会有更多的医用传感器技术造福人类,打赢新冠疫情攻坚战。

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