Orvosi MEMS nyomásérzékelő kiválasztása: műszaki adatok, eltolódás és beszerzési ellenőrzések

A lélegeztetőgép belégzési végtagjának 40 Pa-os eltolása elegendő ahhoz, hogy a spontán lélegzetet a kioldó ablakán kívülre tolja, és ez az eltolás szinte soha nem származik a csőből. A páciens áramköri lapján elhelyezett orvosi MEMS nyomásérzékelőből származik. Azok a tervezőcsapatok, amelyek gyorsan meghatározzák ezt az alkatrészt, hajlamosak a következő hat hónapot a nulla eltolódás, a riasztási zavarokkal kapcsolatos panaszok és egy olyan kalibrálási rutin üldözésével tölteni, amelyre senki sem számolt be. Ezen problémák mindegyike olcsón megelőzhető az adatlapkészítési szakaszban, és költséges a szerszámozás utáni javítása.

A nyomásérzékelés azon kevés helyek egyike az orvostechnikai eszközökben, ahol egy néhány dollárba kerülő alkatrész eldönti, hogy a klinikus megbízik-e a képernyőn megjelenő számban. Az alábbi specifikációk azok, amelyek megváltoztatják a klinikai viselkedést.

Mit mér az orvosi MEMS nyomásérzékelő valójában

Az orvosi MEMS nyomásérzékelő a nyomáskülönbséget feszültséggé alakítja úgy, hogy megméri, hogy a mikromegmunkált szilícium membrán milyen mértékben térül el, majd kompenzálja és kalibrálja ezt a feszültséget egy meghatározott kimenetre.

Két szám magyarázza meg, hogy a csupasz matrica soha nem a termék. A teljes méretű elhajlás általában egy mikrométer alatt van, és a nyers hídteljesítményt tíz millivoltban mérik. Az izoláló gél, a port geometriája, a jelkondicionáló ASIC és a kalibrációs rekord tehát annyi munkát végez, mint maga a szilícium.

A szilárdtest részek gyakorlati okokból kiszorították a folyadékkal töltött katétereket a felügyeleti vezetékekben: a folyadékoszlop megfelel az előírásoknak, és felfogja a levegőt, amely csillapítja a gyors hullámformákat, és minden leolvasás előtt öblítést kényszerít ki. A szilícium membránnak nincs buborékmentesíthető oszlopa, és a kilohertz tartományban reagál. A miniatűr nyomásérzékelőkről publikált vélemények olyan eszközöket írnak le, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy a 200-1000 mikrométer belső átmérőjű erek belsejében nyomást mérjenek, ami ugyanaz az érzékelési elv, lekicsinyítve.

Abszolút, mérőműszer vagy differenciál: Válassza ki a referenciaértéket a tartomány előtt

Tegye félre a nyomásreferenciát, és minden későbbi döntés nagyjából egy atmoszférával téved. Az abszolút, mérő és differenciális részek különböző kérdésekre adnak választ, és egyetlen betegmonitorhoz gyakran kettőre van szükség a háromból.

Különböző részek dominálnak a lélegeztetőgépek és az áramlási tervekben, mivel az áramlást az ismert korlátozáson keresztüli nyomásesésből lehet kikövetkeztetni. Az érzékelő ezért kis különbséget mér nagy közös üzemmódú nyomás mellett. A 10 kPa differenciálra, de csak 30 kPa közös üzemmódra tervezett alkatrész meghibásodik abban az áramkörben, amely 60 H2O-cm légúti nyomást biztosít mindkét porton.

A mérőelemek továbbra is a mandzsetta alapú vérnyomás- és gázellátó vezetékek igáslói maradnak, ahol a környezeti referencia elfogadható. Abszolút részekre van szükség, amikor a referencianak a pácienssel együtt kell haladnia, például egy invazív vonalban vagy egy barometrikus magassági csatornában. Gyakori kiindulópont a gél-szigetelt mérőelem köré épített vérnyomásmérő modul.

MCP-H10 és MCP-H11 orvosi nyomásérzékelők Az MCP-H10 analóg feszültségkimenetet biztosít; Az MCP-H11 I2C digitális nyomás- és hőmérséklet-kimenettel rendelkezik, amely -100-1000 kPa-t fed le az orvosi és fogyasztói tervezéseknél. Termék megtekintése →

A tervezési áttekintést meghatározó specifikációk

Öt szám határozza meg, hogy egy nyomásérzékelő túléli-e a tervezési felülvizsgálatot: a teljes tartomány, a pontossági alap, a hőeltolódás, a hosszú távú stabilitás és a felszakadási nyomás. Minden más a csomagolás részleteitől függ.

• Teljes választék és belmagasság. Állítsa a normál működési pontot a teljes skála 25%-a és 75%-a közé. A 9,5 kPa-n használt 10 kPa-os alkatrésznél nincs hely a riasztási határértékeknek, és a hibakeretét még a hőmérséklet figyelembevétele előtt elköltik.
• A pontosság alapja. A teljes skála százaléka, az olvasás százaléka és a hatótávolság százaléka három különböző szám. Alakítsa át mindegyiket pascal-okká azon a nyomáson, amelyet ténylegesen fel kell oldania.
• Termikus sodródás. Kérjen offset és span eltolódást a klinikai sávban, ne a kereskedelmi sávban. Egy 0-tól 70 C-ig kompenzált rész nagyon keveset mond a 41 C-os bőrrel való érintkezésről.
• Hosszú távú stabilitás. Az évi drift a teljes skála százalékában kifejezve dönti el, hogy az eszközt élettartama alatt újrakalibrálni kell, vagy le lehet-e zárni és elfelejteni.
• Feltörés és próbanyomás. Egy vezetékelzáródás vagy egy becsapódott szelep nagy mértékben meghaladhatja a teljes skálát. Az érzékelőnek túl kell élnie, és vissza kell térnie a specifikációhoz, nem csak a repedést kell elkerülnie.

Ahol orvosi MEMS nyomásérzékelőket használnak a klinikai berendezésekben

Öt készülékcsalád teszi ki a legtöbb orvosi igényt ezen alkatrészek iránt, és mindegyik más-más specifikációt hangsúlyoz.

MCP-H20 és MCP-H21 nyomáskülönbség-érzékelők Kétportos differenciálérzékelők analóg vagy nagy sebességű I2C kimenettel, -100 és 200 kPa között, orvosi, pneumatikus és környezeti mérésekhez. Termék megtekintése →

A MemsTech (Wuxi Mems Tech Co., Ltd.), a Wuxi National High-Tech körzetben található szenzorgyártó, orvosi kínálatát pontosan ezekre a családokra szervezi, és közzétesz egy orvosi nyomásérzékelő portfólió amely leképezi az egyes modelleket egy nyomástípusra, kimeneti jelre, mérési tartományra és csomagra. Ez a leképezés többet jelent, mint egyetlen címsor pontossága, mivel egy lélegeztetőgép-mérnök és egy dialízismérnök ugyanabból a katalógusból optimalizálja a különböző korlátozásokat.

Hőmérséklet-kompenzáció és drift: A későbbiekben felmerülő hibák

A hőmérséklet a legnagyobb hibaforrás az orvosi nyomásérzékelőkben, és ez a legkevésbé következetesen idézett specifikáció. Két azonos szobahőmérséklet-pontosságú rész 45 C-on ötszörösére térhet el egymástól.

Három szokás zárja be a rés nagy részét, mielőtt elérné a pácienst:

1. Tesztelje a pontos alkatrészszámot a pontos házban a klinikai hőmérsékleti sáv mindkét végén, ne a kereskedelmi sávon.
2. Bekapcsoláskor és 20 perc folyamatos működés után naplózza a nullaponteltolást, majd hasonlítsa össze a kettőt három tétel tíz egységében.
3. Adjon hozzá egy nullázó szelepet és egy firmware offset rutint, így a rendszer kijavítja azt, amit az érzékelő nem tud garantálni.

A házon belüli kalibrációval rendelkező gyártók vállalják ennek a munkának egy részét. A MemsTech által szállított minden egység nulla és teljes skálán kalibrált, hőciklusos, és kibocsátás előtt kiértékelték a hosszú távú stabilitást, a legjobb esetben 0,2%-os FSS-es pontossággal. A fennmaradó ellenőrzés továbbra is a saját teszttervébe tartozik, mert csak Ön ismeri a közeget, a rögzítési feszültséget és a sterilizálási ciklust, amelyet az alkatrész ténylegesen látni fog.

Csomag-, interfész- és beszerzési ellenőrzés a megrendelés kiadása előtt

Két lehetőség zárja le a specifikációt: hogyan rögzíti az érzékelőt, és hogyan hagyja el a jel a kártyát. Mindkettőt a gyártási mennyiség és az határozza meg, hogy kié a kalibrációs lépés.

MCP5XXXDP integrált nyomásérzékelők orvosi és ipari használatra Abszolút, gauge, and differential pressure options with analog output, covering 0 to 700 kPa for microcontroller-based medical and industrial designs. Termék megtekintése →

1. Kérje a kalibrációs rekordot a pontos tételhez, beleértve a nulla és a teljes skála értékeket, nem csak egy általános pontossági nyilatkozatot.
2. Erősítse meg írásban a hőmérséklet-kompenzációs tartományt, és kérdezze meg, mi történik azon kívül.
3. Ellenőrizze a hordozó kompatibilitását a ténylegesen használt sterilizációs módszerrel, beleértve a ciklusszámot is.
4. Kérje a tételek közötti nulla eloszlást, mert ez a szám határozza meg, hogy a futószalagon szükség van-e vágási lépésre.
5. Ellenőrizze a rámpa kapacitását és átfutási idejét, és ellenőrizze, hogy az alkatrész házon belül készült-e vagy viszonteladásra kerül-e.

A stancolási, csomagolási és alkalmazási kompromisszumokkal kapcsolatos szélesebb technikai háttér érdekében a webhely MEMS nyomásérzékelő technológia áttekintése bemutatja, hogyan épülnek fel ezek az eszközök, és hol vannak gyakorlati határaik.

Orvosi MEMS nyomásérzékelő GYIK

Mi a különbség a MEMS nyomásérzékelő és a piezoelektromos nyomásérzékelő között?

A MEMS nyomásérzékelő méri a membrán elhajlását és le tudja olvasni a statikus nyomást, így érvényes értéket tart a légúti nyomásra, a mandzsetta nyomására vagy a dialízis transzmembrán nyomására vonatkozóan. A piezoelektromos elemek reagálnak a változó erőhatásokra, és nem képesek statikus leolvasást tartani, ezért alkalmasak dinamikus eseményekre, nem pedig folyamatos megfigyelésre.

Túlélheti-e az orvosi MEMS nyomásérzékelő az autoklávban végzett sterilizálást?

Ez a csomagtól függ, nem a matricától. A zárt házakban lévő, zselével szigetelt nyílásokat általában sterilizálással használják, de a nullapont-eltolást ismételt ciklusok után 121 C-on vagy 134 C-on újra ellenőrizni kell, mert a hőhiszterézis felhalmozódik a gélben és a ragasztórétegekben.

Hogyan válasszak analóg és digitális orvosi nyomásérzékelőt?

Válassza az analógot, ha a kártyán már van alacsony zajszintű ADC, és Ön rendelkezik a kalibrálási és hőmérséklet-kompenzációs rutinnal. Válasszon egy gyárilag kalibrált digitális alkatrészt, ha inkább megvásárolja a pontosságot, mintsem megépíteni, ami általában a gyorsabb út kis csapatok és kisebb mennyiségek esetén.

Milyen pontosságot tud reálisan nyújtani egy orvosi MEMS nyomásérzékelő?

A legjobb esetben a linearitás és pontosság eléri a teljes skála 0,2%-át a jól illeszkedő orvosi platformokon, de a terepen számító szám a pontosság, a hőeltolódás és a hosszú távú stabilitás összege a klinikai hőmérsékleti sávban. Ez a végösszeg általában a címsor két-ötszöröse.