سنسور فشار خون (Blood Pressure Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور فشار خون (Blood Pressure Sensor) :
سنسور فشار خون برای اندازه گیری فشار خون در شریان ها یا وریدها استفاده می شود. این یکی از حیاتی ترین اندازه گیری ها در پزشکی است. دو روش اصلی برای اندازه گیری فشار خون وجود دارد: غیرتهاجمی (Non-invasive) و تهاجمی (Invasive). هر دو روش به سنسورهای فشار خاصی نیاز دارند.
روش غیرتهاجمی (با کاف): رایج ترین روش، استفاده از کاف بادشونده و گوشی پزشکی (روش سمعی) یا سنسور نوسان سنجی (oscillometry) است. در دستگاه های دیجیتال خانگی، یک کاف بازو که شامل یک سنسور فشار (معمولا پیزومقاومتی MEMS) است، به تدریج باد شده و سپس هوا به آرامی تخلیه می شود. سنسور فشار، نوسانات فشار داخل کاف را ثبت می کند. نوسانات زمانی که فشار کاف به فشار سیستولیک و دیاستولیک نزدیک می شود، تغییر می کند. الگوریتم های پیشرفته این نوسانات را تحلیل کرده و مقادیر فشار خون را محاسبه می کنند.
\[ \text{فشار خون} = P_{systolic} / P_{diastolic} \text{ (mmHg)} \]سنسور فشار استفاده شده در این دستگاه ها باید محدوده ۰ تا ۳۰۰ mmHg را با دقت حدود ۱ mmHg پوشش دهد. همچنین باید کوچک، کم مصرف و با قیمت مناسب باشد. سنسورهای MEMS پیزومقاومتی با بسته بندی مناسب (معمولا با یک لوله اتصال) این نیازها را برآورده می کنند.
روش تهاجمی (Invasive): در این روش که در بخش مراقبت های ویژه و حین عمل جراحی استفاده می شود، یک کاتتر (لوله نازک) پر از مایع (سرم فیزیولوژی) وارد شریان می شود. کاتتر به یک ترانسدیوسر فشار خارجی (که روی بدنه بیمار در سطح قلب نصب می شود) متصل است. ترانسدیوسر معمولا یک سنسور فشار پیزومقاومتی با دیافراگم نازک است که فشار خون را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. مزیت این روش، اندازه گیری لحظه ای و دقیق فشار خون است. این سنسورها باید بسیار دقیق، دارای پایداری بالا و قابلیت استریلیزاسیون باشند. آنها معمولا یکبار مصرف هستند.
روش نوین: سنسورهای فشار خون فیبر نوری که در نوک کاتتر نصب می شوند (حسگرهای فابری-پرو) امکان اندازه گیری مستقیم فشار را بدون نیاز به ستون مایع فراهم می کنند و دقت بالاتری دارند. همچنین سنسورهای پوشیدنی (wearable) مبتنی بر روش های تونومتری یا حجم گیری (volume clamp) در حال توسعه هستند که امکان مانیتورینگ مداوم فشار خون را بدون کاف فراهم می کنند.
کالیبراسیون سنسورهای فشار خون بسیار حیاتی است. برای روش غیرتهاجمی، دستگاه ها با یک مانومتر جیوه ای یا دیجیتال مرجع کالیبره می شوند. برای روش تهاجمی، کالیبراسیون با اعمال فشارهای معلوم (با استفاده از یک ستون آب یا فشارسنج) انجام می شود. هرگونه خطا در اندازه گیری فشار خون می تواند منجر به تشخیص و درمان اشتباه شود، بنابراین دقت و قابلیت اطمینان این سنسورها از اهمیت بالایی برخوردار است.
