Cảm biến hỗ trợ việc theo dõi sức khỏe

CẢM BIẾN HỖ TRỢ VIỆC THEO DÕI SỨC KHỎE Thị trường cảm biến ứng dụng trong y học là một trong số ít thị trường vẫn duy trì được sức mạnh của mình ngay cả khi nền kinh tế đi xuống. Chúng ta cùng xem xét các loại cảm biến phức hợp, những thách thức mà các nhà sản xuất đang phải đối mặt, và bối cảnh thị trường của loại cảm biến này. Cảm biến ứng dụng trong thiết bị y tế chủ yếu được tích hợp vào các thiết bị điện tử nhằm chuyển các dạng kích thích khác nhau thành tín hiệu điện để phân tích. Cảm biến có thể làm tăng tính thông minh của thiết bị y tế, ví dụ như việc cấy ghép duy trì sự sống, và có thể theo dõi từ xa hay ngay cạnh giường bệnh các thông số y học quan trọng. Dân số ngày càng tăng, chất lượng sống cũng ngày càng tăng là động cơ thúc đẩy sự phát triển của các loại thiết bị y tế mới này, gồm cả các cảm biến dùng trong các thiết bị lẫn cảm biến cấy ghép trong cơ thể người bệnh. Các tổ chức chăm sóc sức khỏe muốn các thiết bị cho kết quả chẩn đoán chính xác, có tốc độ xử lý nhanh, đáng tin cậy, trong khi bệnh nhân có thể nằm ở bệnh viện, ở phòng khám hay ở nhà. Để thực hiện được mục đích đó, chúng ta cần kiểm soát các thông số của bệnh nhân thông qua cảm biến áp suất, nhiệt độ, dòng chảy và hình ảnh, các gia tốc kế, cảm biến sinh học, bộ mã hóa (hình 1). Một số cảm biến quan trọng trong lĩnh vực y tế và những ứng dụng Cảm biến áp suất được dùng trong các thiết bị phân phối thuốc mê, thiết bị tăng cường ôxy, máy xác định sự ngừng thở, quạt thông gió, máy lọc thận, pha và bơm inslulin, máy phân tích máu, máy theo dõi hô hấp và huyết áp, giường Hình 1: Các loại cảm biến ứng dụng trong y học bệnh, các hệ thống quản lý dịch phẫu thuật, các thiết bị khám răng hoạt động bằng áp lực, hình 2. Cảm biến nhiệt độ được dùng trong các các thiết bị phân phối thuốc tê, thiết bị tăng cường ôxy, quạt thông gió, máy lọc thận. Ngoài ra, nó còn dùng trong các lò ấp, bộ gia nhiệt oxy ẩm, thiết bị theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ, các thiết bị chăm sóc trẻ thiếu tháng có chức năng theo dõi nhiệt độ cơ thể bệnh nhân, nhiệt kế kỹ thuật số, theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ cho các hệ cấy ghép các cơ quan, bộ phận. Hình 2: Một cảm biến áp suất được cấy trong tim Hình 3: Cảm biến vi người lưu được tích hợp Trong các hệ phân phối thuốc gây mê Ứng dụng của cảm biến tạo hình ảnh trong chụp X-quang, huỳnh quang, điều trị trị tim, chụp X-quang tuyến vú, chụp nha khoa, kỹ thuật nội soi, quan sát bề mặt ngoài, tiểu phẫu, thiết bị phòng thí nghiệm, phẫu thuật và quan sát mắt, võng mạc nhân tạo. Gia tốc kế thường được dùng trong máy điều hòa nhịp tim, máy khử rung, thiết bị theo dõi bệnh nhân, máy theo dõi huyết áp, và các thiết bị theo dõi sức khỏe tích hợp khác. Với cảm biến sinh học, ứng dụng chủ yếu trong các thiết bị kiểm tra hàm lượng glucose và cholestron trong máu, kiểm tra sự lạm dụng thuốc, các bệnh truyền nhiễm, và theo dõi thai nhi. Các hệ thống chụp não từ và từ tâm đồ sử dụng các linh kiện giao thoa lượng tử siêu dẫn hoặc SQUID. Các từ kế có độ nhạy cao này đo được các từ trường cực yếu và được ứng dụng để phân tích hoạt động thần kinh trong não bộ, hình 4. Bộ mã hóa có thể xuất hiện trong các máy tia X, máy chụp cộng hưởng từ, máy chụp X-quang có máy tính hỗ trợ, thiết bị phân tích máu, robot phẫu thuật, thiết bị xử lý mẫu phòng thí nghiệm, các thiết bị thể thao và chăm sóc sức khỏe, và các thiết bị y tế khác. Hình 4: Bố trí cảm biến và các hình ảnh chụp não Diễn biến thị trường của cảm biến y tế trong thời kỳ suy giảm kinh tế Thị trường cảm biến trong lĩnh vực y tế là một số ít thị trường có doanh thu giảm ít nhất trong năm 2009. Hai yếu tố rất quan trọng là điểm chăm sóc và điều trị tại nhà, đã quyết định doanh thu của thị trường này. Thị trường cảm biến y tế gồm có: máy theo dõi glucose trong máu, kiểm tra cholestron và thiết bị điện tâm đồ, kiểm tra liên sự đông tụ, quạt thông gió, thiết bị chụp X-quang, máy chụp cộng hưởng từ, thiết bị chụp X-quang có máy tính hỗ trợ, siêu âm, phân tích máu, robot phẫu thuật, thiết bị xử lý mẫu. Do nhu cầu cấp thiết của các ứng dụng này nên nó không bị ảnh hưởng bởi điều kiện kinh tế. Nền kinh tế mở của các nước châu Á đã thúc đẩy sự phát triển của thị trường về các linh kiện và thiết bị y tế. Chính phủ các nước này đã cấp quỹ cho các dự án liên quan tới chăm sóc y tế, và điều này đã mang lại thuận lợi cho thị trường cảm biến y học. Đó là hai lý do để thị trường cảm biến y học tiếp tục phát triển, cho dù có sự suy thoái kinh tế những năm qua và cũng là lý do tại sao thị trường này vẫn tiếp tục lớn mạnh trong những năm tiếp theo. LTS: Gần đây ngày càng có nhiều tìm hiểu của cộng tác viên về các loại cảm biến dùng trong y tế và chăm sóc sức khỏe. Điều này cho thấy xu hướng phát triển rất tốt của thị trường này trên thế giới và tại Việt Nam. Ban biên tập mong ngày càng nhận được nhiều đóng góp của các cộng tác viên để chuyên mục thế giới cảm biến ngày càng có chất lượng đáp ứng Những thách thức chính và động lực thị trường Các nhà sản xuất cảm biến cung cấp cho thị trường y tế buộc phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của công nghiệp thiết bị y tế. Trong khi các tiến bộ của thiết bị y học thách thức các nhà sản xuất phải kịp bước, thì họ lại cần chu trình phát triển lâu dài bởi các hệ thống cảm biến phải trải qua các giai đoạn kiểm tra chất lượng – giai đoạn mà chúng chưa được đưa vào sử dụng, các hệ thống này bị giới hạn trong một số phạm vi đặc biệt. Khoảng thời gian kiểm tra chất lượng là rất cần thiết để đảm bảo rằng các cảm biến có thể hoạt động một cách đáng tin cậy trong các môi trường y tế khác nhau. Đặc biệt là với các cảm biến có thể cấy ghép trong cơ thể, do những hạn chế về công nghệ hiện nay kết hợp với nhu cầu của thị trường nên những cảm biến này đã được chấp nhận trước khi sử dụng. nhu cầu của đông đảo bạn đọc. Các nhà sản xuất luôn phải chịu một áp lực là làm thế nào để cho sản phẩm với giá rẻ hơn, điều này đã hạn chế việc phát triển các sản phẩm mới dành cho các ứng dụng hiện tại. Do đó, vấn đề đầu từ vào nghiên cứu và phát triển ít được ưu tiên hơn. Cuối cùng, sự thiếu nhận thức về công nghệ của các nhà chuyên môn cũng là rảo cản trong việc chấp nhận các thiết bị y tế sử dụng cảm biến. Cảm biến có thể làm tăng tính thông minh của các thiết bị được cấy ghép vào cơ thể, để hỗ trợ sự sống cho người bệnh, đồng thời cũng làm cho các thiết bị theo dõi mới này có khả năng hỗ trợ khả năng chủ động của người bệnh. Người bệnh cần được theo dõi trước, trong và sau quá trình điều trị, ở ngay tại nhà, trong thời gian chăm sóc dài kỳ hay ở bất kỳ nơi nào. Đó là yêu cầu thường xuyên đối với việc theo dõi bệnh nhân, vấn đề này đã đưa cảm biến vào ứng dụng trong thực tế, bởi các thiết bị cảm biến có thể được cài đặt chương trình để xử lý các tín hiệu quan trọng và báo với nhân viên y tế khi cần thiết. Khi thông tin về bệnh nhân được thu thập từ nhiều môi trường khác nhau: bên ngoài bệnh viện, trong bệnh viện, ngoại chẩn và theo dõi tại nhà, và việc thu thập cơ sở dữ liệu để phân tích, mà một số thông tin trong đó là không chính thức, tồn tại một khoảng cách an ninh hay dữ liệu dễ bị xâm nhập vẫn chưa được giải quyết. Hiện nay sự thâm nhập vào thị trường các sản phẩm và công nghệ tiên tiến luôn luôn chậm ở các nước đang phát triển và các nước kém phát triển so với các nước phương Tây. Tuy nhiên, khi các cảm biến y tế tiên tiến trở nên rẻ hơn và phổ biến hơn thì việc tiếp cận những sản phẩm hiện đại này là hoàn toàn có thể ở những khu vực nói trên