Cảm biến áp suất có độ chính xác cao cho các ứng dụng thiết bị y tế | MemsTech

Trong máy thở dành cho trẻ sơ sinh, cảm biến áp suất với tổng sai số 2% có thể làm thay đổi thể tích khí lưu thông được cung cấp 15 mL mỗi nhịp thở ở trẻ sơ sinh nặng 4 kg - một biến thể liên quan trực tiếp đến nguy cơ tổn thương phổi do thông khí. Đây là lý do tại sao cảm biến áp suất có độ chính xác cao cho các ứng dụng thiết bị y tế được chỉ định là các thành phần quan trọng về an toàn, không phải là nâng cấp tiện lợi.

Đối với các nhà sản xuất thiết bị y tế hợp tác với Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. (MemsTech), việc lựa chọn cảm biến không bao giờ chỉ dừng lại ở giá mua ban đầu. Vấn đề là liệu cảm biến có giữ được độ chính xác trong phạm vi nhiệt độ vận hành hay không, có tồn tại trong quá trình lắp ráp trong phòng sạch và duy trì tính nhất quán giữa các lô sản xuất hay không.

Độ chính xác cao thực sự có ý nghĩa gì trong cảm biến áp suất y tế

Độ chính xác cao trong cảm biến áp suất y tế có nghĩa là tổng dải lỗi giữ một cửa sổ xác định trong phạm vi nhiệt độ được bù, chứ không chỉ phi tuyến ở nhiệt độ phòng.

Nhiều bảng dữ liệu trích dẫn độ chính xác theo tỷ lệ phần trăm của toàn thang đo ở 25 C. Con số đó rất hữu ích cho công việc trên bàn nhưng không đủ cho một thiết bị phải hoạt động ở nhiệt độ bệnh nhân, trong quá trình vận chuyển và qua các chu kỳ khử trùng lặp đi lặp lại. Độ chính xác có thể sử dụng là trường hợp xấu nhất do phi tuyến tính, độ trễ, độ lệch bằng 0, lỗi nhịp, độ lệch nhiệt và độ ổn định lâu dài.

• Độ phi tuyến và độ trễ xác định độ lệch so với đường cong tuyến tính lý tưởng sau khi hiệu chuẩn.
• Lỗi bù 0 và lỗi khoảng đặt tham chiếu tuyệt đối trong khoảng từ 0% đến 100% phạm vi.
• Sự trôi dạt nhiệt mô tả sự dịch chuyển về 0 và trải rộng trên dải nhiệt độ được bù.
• Độ ổn định lâu dài đo lường độ lệch đầu ra mỗi năm trong điều kiện kích thích liên tục.

Để có cái nhìn rộng hơn về công nghệ cảm biến MEMS và các ứng dụng của nó, hãy đọc Hướng dẫn sử dụng cảm biến áp suất MEMS .

Thông số kỹ thuật cốt lõi cho cảm biến áp suất có độ chính xác cao trong ứng dụng thiết bị y tế

Bốn thông số kỹ thuật xác định xem có thể sử dụng cảm biến áp suất MEMS trong thiết bị y tế hay không: tổng dải lỗi, độ ổn định lâu dài, độ trễ nhiệt và khả năng tương thích của phương tiện.

Đối với máy bơm truyền dịch, máy gây mê và máy thở, các giá trị này được đọc cùng nhau. Một cảm biến có độ tuyến tính tuyệt vời nhưng độ trễ nhiệt kém sẽ tạo ra các kết quả đo khác nhau khi bắt đầu và kết thúc buổi trị liệu nếu thiết bị nóng lên trong quá trình sử dụng.

Cảm biến áp suất dòng MCP5XXX cho ứng dụng y tế Dòng MCP5XXX cung cấp một cảm biến vỏ có đầu ra analog, được hiệu chỉnh và bù nhiệt độ, thích hợp cho các hệ thống hô hấp và truyền dịch trong đó độ trễ nhiệt phải được giảm thiểu. Xem sản phẩm →

Dòng MCP5xxx tại MemsTech là nền tảng linh hoạt dành cho các OEM y tế cần cảm biến vỏ nhỏ gọn với đầu ra analog hoặc kỹ thuật số, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về độ chính xác của hệ thống hô hấp và truyền dịch.

Tuyệt đối, đo hoặc vi sai: Chọn tham chiếu áp suất

Loại tham chiếu áp suất trong thiết bị y tế xác định phép đo sinh lý nào bạn có thể thực hiện vì tham chiếu này trở thành điểm 0 trong dữ liệu lâm sàng của bạn.

Cảm biến áp suất được phân loại theo tham chiếu của chúng: tuyệt đối, thước đo hoặc chênh lệch. Mỗi cơ sở tạo ra một cơ sở đo lường khác nhau nên sự lựa chọn không thể thay thế cho nhau.

MemsTech cung cấp cả ba loại tham chiếu, với dòng MCPh và MCPV hỗ trợ các phép đo chênh lệch và thước đo có nguồn gốc tuyệt đối cho các ứng dụng y tế. Việc chọn tham chiếu chính xác là một quyết định lâm sàng chứ không phải là ưu tiên phần cứng.

Đóng gói và đầu ra tín hiệu để tích hợp thiết bị y tế

Tín hiệu đóng gói và đầu ra của cảm biến áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất lắp ráp PCB, biên độ nhiễu điện từ và quy trình hiệu chuẩn.

Các gói SOP gắn trên bề mặt rất phù hợp để lắp ráp SMT khối lượng lớn trên các PCB y tế nhỏ. Các gói DIP/SIP cắm trực tiếp cung cấp khả năng cắm dễ dàng hơn trong quá trình xác thực nguyên mẫu và dịch vụ tại hiện trường.

• SOP (gắn trên bề mặt) cho phép lắp ráp chọn và đặt và giảm chiều cao bảng mạch trong các thiết bị cầm tay.
• DIP/SIP (phích cắm trực tiếp) hỗ trợ hàn thủ công, kết nối ổ cắm và giảm chi phí dụng cụ ban đầu trong các mẫu ban đầu.

Cảm biến áp suất nhỏ gọn MCP-H10 và MCP-H11 dùng trong y tế Các cảm biến được đóng gói theo SOP này cung cấp đầu ra analog hoặc kỹ thuật số với tính năng bù trên bo mạch, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các thiết bị chẩn đoán và truyền dịch có không gian hạn chế. Xem sản phẩm →

Dòng MCPh10 và MCPh11 của MemsTech cung cấp cả tùy chọn tín hiệu analog và kỹ thuật số với bao bì SOP, khiến chúng trở thành những người bạn đồng hành hữu ích cho các hệ thống truyền dịch và chẩn đoán khi không gian bị hạn chế.

Hiệu chuẩn, bù nhiệt độ và tính nhất quán của lô

Mỗi cảm biến áp suất y tế có độ chính xác cao phải được hiệu chuẩn riêng ở thang đo 0 và thang đo đầy đủ, sau đó được bù nhiệt độ trong phạm vi hoạt động của nó trước khi rời khỏi nhà máy.

Quá trình hiệu chuẩn là quá trình chuyển đổi khuôn MEMS thô thành thiết bị cấp y tế. MemsTech áp dụng trình tự được kiểm soát trong quá trình sản xuất để đảm bảo mỗi cảm biến đáp ứng thông số kỹ thuật trên biểu dữ liệu.

1. Hiệu chuẩn điểm 0 và khoảng cách theo tiêu chuẩn áp suất có thể theo dõi ở nhiệt độ tham chiếu.
2. Chu kỳ nhiệt qua phạm vi nhiệt độ được bù để thu thập dữ liệu trôi dạt.
3. Các hệ số hiệu chỉnh được lưu trữ nội bộ, sau khi cắt bằng laser hoặc bù kỹ thuật số.
4. Lấy mẫu độ ổn định và hồ sơ truy xuất nguồn gốc lô cho từng lô sản xuất.

Đánh giá năng lực và mua sắm cảm biến áp suất có độ chính xác cao cho các nhà sản xuất thiết bị y tế

Trước khi phê duyệt cảm biến áp suất cho thiết bị y tế, hãy xác nhận năm lĩnh vực: độ chính xác về nhiệt độ, khả năng tương thích với môi trường, độ ổn định, khả năng sản xuất và tính nhất quán trong cung cấp.

Năm bước kiểm tra này ngăn không cho cảm biến trở thành yếu tố giới hạn trong hồ sơ độ tin cậy hiện trường hoặc hồ sơ gửi theo quy định của thiết bị.

• Yêu cầu bảng dữ liệu tổng dải lỗi trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của bạn chứ không phải ảnh chụp nhanh 25 C.
• Xác nhận vật liệu ướt tương thích với chất lỏng hoặc khí và với phương pháp khử trùng của bạn.
• Xem lại dữ liệu về độ ổn định lâu dài từ ít nhất 1.000 giờ lấy mẫu liên tục.
• Xác thực dấu chân gói theo quy trình lắp ráp tự động của bạn.
• Hỏi về hồ sơ hiệu chuẩn có thể theo dõi hàng loạt và liệu mỗi cảm biến có gửi dữ liệu hiệu chuẩn riêng hay không.

Cảm biến áp suất cổng kép MCP-H20 và MCP-H21 cho hệ thống y tế Được thiết kế để đo áp suất thấp hoặc đo vi sai, những cảm biến này mang lại độ chính xác cao và kích thước nhỏ gọn cho thiết bị hô hấp và gây mê. Xem sản phẩm →

Đối với các OEM yêu cầu máy đo áp suất thấp hoặc phép đo chênh lệch trong thiết bị hô hấp và gây mê, dòng MCPh20 và MCPh21 của MemsTech mang lại độ chính xác cao trong một gói nhỏ gọn.

Câu hỏi thường gặp

Đây là những câu hỏi mà các kỹ sư thiết bị y tế và nhóm mua sắm thường hỏi nhất khi đánh giá cảm biến áp suất có độ chính xác cao cho các ứng dụng thiết bị y tế.

Tôi có thể mong đợi độ chính xác nào từ cảm biến áp suất MEMS dành cho thiết bị y tế?

Cảm biến áp suất MEMS cấp y tế của MemsTech hiện có sẵn với độ chính xác lên tới 0,2% FSS. Tổng dải lỗi, không chỉ phi tuyến tính, được duy trì trong phạm vi nhiệt độ được bù và phải phù hợp với mục tiêu hiệu suất lâm sàng của thiết bị của bạn.

Việc bù nhiệt độ hoạt động như thế nào trong cảm biến áp suất MEMS?

Trong quá trình sản xuất, mỗi cảm biến sẽ được luân chuyển trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó. Độ lệch 0 và khoảng đo được sử dụng để tính toán các hệ số hiệu chỉnh, sau đó được lưu trữ trong bộ nhớ trong hoặc được áp dụng bởi mạch điều hòa tín hiệu để đầu ra luôn chính xác trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ.

Sự khác biệt giữa máy đo và cảm biến áp suất chênh lệch trong thiết bị y tế là gì?

Một cảm biến đo đo áp suất tương ứng với áp suất khí quyển xung quanh. Một cảm biến vi sai đo sự khác biệt giữa hai cổng. Thiết bị hô hấp thường sử dụng cảm biến vi sai để đo lưu lượng và cảm biến đo để theo dõi áp suất đường truyền.

MemsTech có thể hỗ trợ hiệu chuẩn và đóng gói tùy chỉnh cho một thiết kế y tế chuyên dụng không?

Đúng. Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. hỗ trợ phát triển ứng dụng, đóng gói và hiệu chuẩn tùy chỉnh cho các OEM y tế. Cơ sở nội bộ bao gồm việc đóng gói, hàn, bù nhiệt độ và hiệu chỉnh hiệu suất từ ​​nguyên mẫu cho đến sản xuất hàng loạt.