基于CDC技术在医疗保健应用中的研究
近年来,电子技术的进步为医疗保健行业的诸多创新和改进创造了条件。医疗保健设备面临的挑战包括提出新的诊断和治疗方法,实现远程监控,开发家庭护理设备,提高质量和可靠性,以及增强灵活性和易用性。
各个蓝色几何区域表示印刷电路板上的一个传感器电极,构成虚拟电容器的一个极板。另一极板则由用户的手指构成,实际上,该极板相对于传感器输入是接地的。AD7147/AD7148CapTouch控制器系列专为激励电容式触摸传感器和与之接口而设计,能够测量来自单电极传感器的电容变化。器件首先输出一个激励信号,使电容器极板充电。当一个物体(如用户手指)靠近传感器时,用户充当电容器的令一个极板,将形成虚拟电容器。利用电容数字转换器可以测量该电容。
该CDC能够感知外部传感器的电容变化,并借助此信息来记录传感器激活事件。AD7147和AD7148分别有13个和8个电容输入,并均配有片内校准逻辑,用以对环境变化引起的测量变化进行补偿,从而确保不会因温度变化或湿度变化而在外部传感器上产生误触发事件。
AD714x、AD715x和AD774x系列CDC产品适用于涉及各类采样速率、分辨率、输入范围和输入传感器类型的广泛应用。电容检测技术的潜在应用范围仅局限于用户的创造力,我们下面就介绍一些其在医疗保健领域的可能的应用方法。
在输液等众多应用中,必须测量所用液体量,或者在输液瓶变空之前必须停止输液。为了节省医护人员的时间,可利用自动液位检测技术来消除人工检查的必要。
构建一个平行板电容器,使其极板紧紧地附着在输液瓶的外壁上,并延伸到输液瓶底部附近。随着输液液位的变化,极板之间的电介质数量发生变化,从而导致电容发生变化。为了能够使用介电常数不同的各种输液物质,需在输液瓶底部附近再放一个电容式传感器,充当一个基准通道,以形成比率式测量。
对于在人体皮肤附近使用的设备,在激活设备或进行测量之前,首先了解设备表面与病人皮肤之间接触的质量通常是有好处的。最终使用的范围可能包括需要接触皮肤的医疗探头、生物电位电极传感器或把导管固定到适当位置的壳体。为了获得这种额外的信息,在生产过程中的注塑阶段可能会将多个电容式传感器电极(以蓝色显示)直接嵌入到设备的塑料壳体中。有了电极信息后,主机控制器上运行的简单算法就可以确定所有传感器电极是否与皮肤进行良好的接触。
将传感器电极置于病人胸部右侧的原因在于,这个位置受其他生理活动的影响最小。然而,通过将多个传感器电极放在病人胸部的不同位置,可以获得有关人体功能的更多信息。