بیوسنسورها

اندازه گیریهای متعددی در ارتباط با انرژی حرارتی سیستم بیولوژیک قابل انجام است.
شامل: دما،هدایت گرمایی و تشعشع گرمایی
دما متغییری فیزیولوژیک است که کیلینیکی اهمیت دارد و یکی از 4 علامت حیاتی اساسی است که در تشخیص کلینیکی بیماران استفاده می شود.

سنسور، مهم ترین جزء یک سیستم اندازه گیری دما است.

مشکل موجود در اندازه گیریهای پزشکی دما، نگهداشتن سنسور دما دردمای فیزیولوژیکی مورد اندازه گیری است. آسان ترین راه انجام این کار نگهداشتن سنسور دما در تماس مستقیم با ساختاری است که دمایش اندازه گیری می شود. این به تنهایی کافی نیست چرا که سنسور دما ممکن است دمای بافت در تماس با خود را تغییر دهد. مثلاً، چنانچه سنسور در ابتدا دمای کمتری نسبت به بافت اندازه گیری شونده داشته باشد زمانی که در تماس مستقیم با آن بافت قرار می گیرد، گرما از بافت به سنسور دما جریان می یابد.

سنسورهای معمول دما که در ابزارهای دقیق مهندسی پزشکی مورد استفاده اند عبارتند از:

– ترمیستور
– سنسورهای دمای مقاومت سیمی فلزی
– ترموکوپل
– نیمه هادی
حساس به دما مانند کریستال های مایع که خواص فیزیکیشان را دما تغییر می دهد.

از بین این موارد، ترمیستور معمول ترین سنسور دما در اندازه گیری مهندسی پزشکی است. این سنسور از اکسیدهای فلزی نیمه هادی تشکیل شده است که به اندازه ها و اشکال فیزیکی متنوعی درآورده می شوند. این اشکال از ترمیستورهای قیطانی خیلی کوچک که کروی هستند و قطرهایی به کوچکی mm1 دارند، گرفته تا دیسک های مسطح بزرگی که دارای قطر چند سانتی متر است، تنوع دارند

دماسنج الکترونیکی کلینیکی مثالی از یک ابزار دقیق اندازه گیری دما مبتنی بر ترمیستور است. سنسور این ابزار دقیق از یک پروب تشکیل شده که یک ترمیستور دارد. طراحی این پروب، عامل مهمی در عملکرد کل ابزار است.

سنسورهای متغییرهای دینامیک خون
سنسور فشار خون
سنسور جریان خون

سنسورفشار خون

اندزه گیری مستقیم فشار خون یک روش مهم مانیتورنگ دائم این متغییر در مراقبت های ویژۀ پزشکی است ، در این روش یک مبدل فشار خارجی را از نظر هیدرو استاتیکی با یک شریان اصلی تزویج می کنند،برای این کار یک سر کاتتر،که یک لولۀ کوچک انعطاف پذیر باز و پر از محلول نمکی فیزولوژیک است،را از پوست گذرانده و به مجرای یک شریان می رسانند. سر دیگر کاتتر به یک سنسور فشار متصل است. سیال داخل کاتتر فشار را از شریان به مبدل فشار انتقال می دهد تا در آنجا اندازه گیری شود.
فشار خون یک فشار متغییر با زمان است که از یک الگوی پیچیده بین فشار سیستونیک و دیاستولیک در فاصلۀ زمانی بین دو ضربان قلب پیروی می کند .

سنسور جریان خون

اندازه گیری جریان خون بسیار مورد توجه مهندسان پزشکی بوده است. سنسور نمی تواند تماس مستقیم با خون داشته باشد. چون منجر به تشکیل لخته و انسداد جریان خون می شود. بعضی سنسورها را روی کاتتر در جریان خون قرار دادهاند، ولی بیشتر مبدل های جریان مانند آنهایی که برای اندازه گیری جریان سیال داخل یک لوله به کار می روند در اینجا مناسب نیستند.
یکی از معمول ترین روش های اندازه گیری جریان خون، اندازه گیری الکترومغناطیسی جریان خون است. در این روش دور رگ تحت اندازه گیری قرار داده می شود که یک مدار مغناطیسی معادل دارد، این میدان عمود بر محور رگ از آن عبور می کند. و می توان آن را با یک آهنربای دایمی یا الکتریکی تولید نمود که آهنربای الکتریکی بیشتر مورد توجه است،زیرا می تواند میدانهای متغیر با زمان تولید نماید.

این روش اندازگیری جریان خون عمدتا در تحقیقات آزمایشگاهی به کار میرود . یک کاربرد متداول آن در اندازگیری حجم ضربه ای و برونده قلب است

بررسی سطح اکسیژن خون
با تغییر سطح اکسیژن خون، رنگ هموگلبین آن نیز تغییر یافته و این تراشه ها با داشتن یک منبع و یک آشکارساز نوری توانایی ردیابی و اندازه گیری تغییرات رنگ هموگلبین به هنگام تابش را خواهند داشت.

بیوسنسورهای گلوکز
موفق ترین بیوسنسورهای موجود در بازار است. بیماران مبتلا به دیابت نیاز به شیوه‌های مرسوم جهت پایش سطح گلوکز خود دارد. سنسورهای قابل کاشت و غیر تهاجمی در حال توسعه است، اما در حال حاضر در دسترس‌ترین شیوه بیوسنسور دستی است که یک قطره از خون را تحلیل می‌کند.
بیوسنسورهای طبیعت
از آنتی بادی‌ها به صورت گسترده به عنوان بیوسنسور استفاده می‌شود. آنتی بادی‌ها بیوسنسورهای پیشتاز در طبیعت است، به همین دلیل توسعه تستهای تشخیصی با استفاده از آنتی بادیها، یکی از زمینه‌های بسیار موفق در بیوفناوری است. شاید آشناترین مثال تست ساده‌ای است که برای تعیین گروه خونی استفاده میشود