1、1生物医学传感器的应用现状及其发展趋势摘 要：本文从生物医学传感器入手，首先介绍了传感器的分类以及各类传感器在生物医学方面的应用。随后对于各类传感器的应用进行引申，介绍多年来医学传感器的应用范围和主要用途。最后根据目前生物医学传感器的应用现状，讨论传感器在生物医学领域发展的未来趋势，为传感器发展的方向提出笔者的初步想法。 关键词：传感器；生物医学；应用 随着科技的迅猛发展，当今时代各类电子技术、数字处理技术，特别是数字信号技术正在以其惊人的速度遍及着生活中的各个领域，这一趋势尤其体现在医学科技的发展中，生物医学传感器技术就是一个十分典型的例子，其结合了数字信号处理技术、传统传感器技术与医学领域
2、相关科技，各项技术的有效结合大大的促进了医学科技的进步与发展。在未来的医学进步中，传感器技术的作用将不言而喻。 1 传感器的分类及在医学领域的发展 传感器的分类方式主要有两种，一种传感器是将外部的各类信号通过自身装置的转换，变为电信号之后再进行处理，在这种传感器中，依据信号转化方式的不同可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器；另一种传感器是根据自身信号输出量的不同，从而传递不同的信息和信号，依据输出量类型的不同，可以将传感器分为压力传感器、速度传感器、电磁传感器等等很多类型。 2将传感器技术与医学相关技术相结合，这在目前的生物医学领域中是很普遍的并且有着相当长的历史。从历史发展的角
3、度来看，其结合的过程首先起源于 20 世纪 60 年代，从医学 工程领域的发展开始，将传感器与生物医学开始结合，并于当时开发出了大量的医学检查设备，目的是为了改善传统的医学诊断方法，传统的诊断方法主要靠医生的感官来进行诊断，这种传统的方式是缺乏准确性的。而后的发展过程是极为迅速的，不超过十年的时间内，传感器的应用领域已经由诊断仪器迅速向着医疗设备领域进步，直至目前广泛将传感器应用于生物医学各个领域的状态。 2 生物医学传感器的用途及应用范围 2.1 在 X 光诊断装置中的应用 早期在 X 光诊断装置中，为了提高 X 光胶片的感光度，很早就在胶片的两侧放上增减值纸，以便于光线能够被更好的控制。随
4、后随着化学传感器技术的不断进步，专家们将传统的简易增减纸进行改造，利用CaWO4 为原材料，混合 Gd2O2S 等稀土荧光材料制成感光度更好的材料，用做增加纸，有效的提高了光线的灵敏度。同时，目前人们将 X 荧光倍增管传感器来更好的处理 X 光线成像，使得成像像素更高，图像更加清晰。有效的提升了 X 光诊断设备的准确性。 2.2 在 CT 机中的应用 传感器在 CT 机中的主要应用为闪烁检测装置。闪烁检测装置是利用光电子倍增二极管传感器或者由光二极管组合传感器制成，其作用是提高 CT 机检测装置的检测效率，大幅度的节省检测时间。同时，在 CT 机3中的疝气检测器，利用多个平行板电极传感器连接起
5、来，之后压入 Xe 气气体后制成，这种装置对光线的灵敏度相当高，能够 更加准确的感受不同生物体检测之间的差别，能够提高 CT 机检测装置检测的准确性。 2.3 在超声波诊断装置中的应用 在超声波检测装置中，在装置的探头上都会有一种脉冲装置，这种脉冲装置是一种声传感器，其能够利用电压产生超声脉冲波，根据不同检测体中声波反射的不同来实现检测功能。而在嵌入这种声传感器之前，传统的超声波扫描中是采用的手动式方法，这种方法不仅效率低下，而且准确性很差。目前采用的机械式电子扫描技术却是准确性极高的，这正是得益于这种声传感器能够快速识别细微差别的功能。 3 传感器技术在生物医学领域的发展趋势 3.1 向量子
6、化发展 随着传感器技术的快速发展，我们能够看出其在生物医学领域的主要作用就是提高诊断设备、治疗设备的准确性和工作效率。未来的医疗仪器必然会更为精准，那么就要求传感器技术的发展向着更加精确的方向发展，即朝着量子化的方向发展。这一趋势目前已经初漏优势。在核磁共振仪器中，磁传感器能够检测出更加微弱的磁场强度，同时利用约瑟夫效应制造的燥热温度计能够测出高于过去 10000 倍精度的低温变化，这些都是传感器发展的方向，未来生物医学的发展对传感器的要求必然是更加精确、更加迅速的。 3.2 向集成化、多功能化发展 随着半导体技术的不断发展，利用半导体技术的传感器也越来越多4的应用在了生物医学领域，目前的一些
7、生物仪器中已经结合了半导体技术，例如将敏感元件与信号处理结合在生物医学技术中已经不是一件新鲜事。未来对于传感器的发展必然要建立在这种半导体技术上，即将各类技术进行集成，集成在一个更小、更便捷的芯片上，在提高处理效率的同时，会更大幅度的减小设备的体积。设备越来越快、越小、越准确必然要求传感器与半导体技术更加充分的结合。 3.3 向智能化发展 自从微型处理器问世以来，我们的电子处理速度就被快速的提升着。同时随着计算机技术的不断发展，目前市面上存在着各类全自动的设备，自动化已经成为整个社会必然的趋势，这一趋势也必然会体现在生物医学技术上。设备的自动化同样是建立在传感器技术的快速发展上的。未来生物医学
8、领域的设备将大大的减少人力的操作，取而代之的是更加精密的电子仪器和计算机操作，这是未来传感器应用于生物医学领域的重要发展方向。 参考文献 1 雷娜娜. 生物传感器在医学方面的应用实例J. 科学与财富， 2015（06）. 2 何晓鹏. 石墨烯荧光生物传感器在医学方面的应用J. 科学上海， 2015（02）. 3 孔德兴. 电化学生物传感器的应用J. 广东化工， 2015（01）. 4 梅博， 丁力. 纳米材料 SPR 生物传感器中的应用进展J. 包5装工程， 2013（02）. 5 张跃. 纳米氧化锌基酶生物传感器的应用J. Science China Materials， 2015（01）. 6 陈鸣. 生物传感器在 microRNAs 检测中的应用与挑战J. 中华检验医学杂志， 2015（01）.
