Dengan popularitas perangkat yang dapat dikenakan dan perangkat pemantauan kesehatan di rumah secara bertahap masuk ke jutaan rumah, teknologi utama perangkat ini, sensor tekanan darah, memainkan peran yang semakin penting di bidang pemantauan kesehatan. Dari rumah monitor tekanan darah hingga jam tangan pintar, Chip dan modul sensor tekanan darah bawaan memungkinkan pengguna untuk memantau tekanan darah mereka kapan saja, di mana saja, dan membantu mendeteksi masalah kesehatan potensial pada tahap awal. Dalam makalah ini, kita akan membahas prinsipnya, jenis, dan aplikasi sensor tekanan darah di perangkat yang dapat dipakai dan peralatan medis, dengan fokus pada desain dan pengoperasian sensor tekanan darah digital, Sensor tekanan darah kecil, dan modul sensor tekanan darah bawaan.
- Prinsip kerja sensor tekanan darah
- Sensor tekanan darah yang dapat dikenakan
- Chip dan modul sensor tekanan darah
- Penerapan sensor tekanan darah di perangkat digital
- Perubahan tekanan dan sensitivitas sensor
- Kesimpulan
1.Prinsip kerja sensor tekanan darah
Fungsi inti dari sensor tekanan darah adalah mengonversi sinyal tekanan darah manusia (sinyal fisik) ke dalam sinyal listrik. Proses konversi ini biasanya didasarkan pada efek piezoresistif atau kapasitif. Sederhananya, Saat tekanan darah manusia diterapkan pada permukaan sensor, Diafragma sensor sedikit berubah, dan perubahan fisik ini dikonversi menjadi sinyal yang dapat diukur dengan sirkuit yang dirancang khusus. Perubahan fisik ini dikonversi menjadi sinyal yang dapat diukur dengan sirkuit yang dirancang khusus. Saat tekanan darah berubah, sinyal output dari sensor berubah juga.
Sedangkan sensor tekanan mekanik tradisional mengandalkan bahan yang cacat secara elastis, Mems (Sistem mikro-elektro-mekanis) Teknologi telah secara dramatis meningkatkan kinerja sensor. Dibandingkan dengan sensor mekanik tradisional, Teknologi MEMS menghasilkan sensor yang lebih kecil, lebih sensitif, dan mengkonsumsi daya dan biaya yang jauh lebih sedikit. Sensor tekanan darah MEMS khas mungkin lebih besar dari sebutir beras dan dapat diintegrasikan ke dalam berbagai perangkat elektronik seperti gelang, jam tangan dan perangkat yang dapat dikenakan lainnya.
Sensor tekanan darah piezoresistif adalah salah satu teknologi yang lebih banyak digunakan saat ini, dan didasarkan pada prinsip jembatan Whiston. Itu didasarkan pada prinsip jembatan whiston. Hanya mengerti, Saat tekanan diterapkan pada diafragma sensor, Resistensi tekanan-sensitif pada diafragma akan diubah, Dan perubahan resistansi ini akan menghasilkan perubahan tegangan output jembatan, yang akan mencerminkan perubahan tekanan, dan pada gilirannya, mengakibatkan pembacaan tekanan darah.
Di bidang medis, Saat memilih sensor tekanan darah, kisaran yang umum digunakan 40 KPA sangat cocok untuk digunakan dalam monitor tekanan darah elektronik. Dalam kisaran tekanan ini, Sensor harus sangat akurat, biasanya ada 0.5% FS (skala penuh), Yang berarti bahwa kesalahan pengukuran sangat kecil untuk memastikan bahwa pengguna menerima data tekanan darah yang akurat.
Dua parameter penting adalah rentang tekanan dan sensitivitas. Sensor yang dibutuhkan untuk monitor tekanan darah rawat jalan harus dapat mengukur tekanan 40 kPa (sekitar 300 mmHg). Mengapa? Karena 300 MMHG adalah standar pengukuran maksimum untuk sebagian besar monitor tekanan darah, dan pengukuran di atas tekanan ini dapat menimbulkan kesalahan pengukuran.
Sensor MEMS dapat dengan mudah mewujudkan pengukuran tekanan seperti itu. Misalnya, untuk monitor tekanan darah di rumah, WFSensors telah mengembangkan sensor MEMS dengan kisaran tekanan 40kpa, khusus untuk digunakan dalam monitor tekanan darah elektronik. Sensornya tidak hanya sangat sensitif, tetapi juga mempertahankan kesalahan non-linear ± 0,0736% sensor tekanan darah yang dapat dipakai
Sensor tekanan darah yang dapat dikenakan telah menjadi bidang penting dengan popularitas perangkat yang dapat dipakai seperti jam tangan pintar dan gelang kesehatan. Sensor ini pasti kecil, Daya Rendah, akurat dan dapat diandalkan. Tidak seperti monitor tekanan darah tradisional, Sensor tekanan darah yang dapat dipakai biasanya menyediakan 24/7 Data kesehatan dengan terus memantau tekanan darah pengguna.
Sensor -sensor ini menyimpulkan tekanan darah pengguna melalui a sensor tekanan modul yang dibangun ke dalam gelang atau jam tangan, Dikombinasikan dengan algoritma perangkat lunak. Misalnya, Beberapa jam tangan pintar menggunakan kombinasi teknologi penginderaan optik dan sensor tekanan untuk mendeteksi perubahan dalam aliran darah pengguna dan menganalisis tingkat tekanan darah.
Di masa depan, Kami mungkin melihat lebih banyak aplikasi ini yang tidak hanya memantau tekanan darah di rumah, tetapi juga memberikan umpan balik real-time tentang status kesehatan untuk mencegah potensi penyakit kardiovaskular.
2. Sensor tekanan darah yang dapat dikenakan
Perangkat yang dapat dikenakan telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Misalnya, Gelang pintar, jam tangan pintar, Dan bahkan sepatu telah mulai mengintegrasikan chip sensor tekanan darah. Modul sensor tekanan darah di perangkat ini biasanya sangat kecil agar sesuai dengan ukuran perangkat. Namun, sambil mengurangi ukuran perangkat, Ada juga kebutuhan untuk memastikan akurasi, sensitivitas dan konsumsi daya rendah. Perangkat yang dapat dipakai ini biasanya memantau tekanan darah pengguna secara real time untuk membantu mereka mengelola data kesehatan harian mereka.
Built-in yang khas sensor tekanan darah mengubah sinyal tekanan menjadi sinyal digital melalui sirkuit mikro, yang kemudian dikirim ke ponsel atau perangkat lain melalui teknologi nirkabel seperti Bluetooth atau WiFi. Sensor seperti itu sering dilengkapi dengan desain berdaya rendah yang memungkinkan mereka beroperasi untuk waktu yang lama, memungkinkan jangkauan dan resolusi sensor dioptimalkan lebih lanjut, Terutama di perangkat yang dapat dipakai bertenaga baterai lithium.
3. Chip dan modul sensor tekanan darah
Perangkat yang dapat dikenakan telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Misalnya, Gelang pintar, jam tangan pintar, Dan bahkan sepatu telah mulai mengintegrasikan chip sensor tekanan darah. Itu modul sensor tekanan darah di perangkat ini biasanya sangat kecil agar sesuai dengan ukuran perangkat. Namun, sambil mengurangi ukuran perangkat, Ada juga kebutuhan untuk memastikan akurasi, sensitivitas dan konsumsi daya rendah. Perangkat yang dapat dipakai ini biasanya memantau tekanan darah pengguna secara real time untuk membantu mereka mengelola data kesehatan harian mereka.
Sensor tekanan darah bawaan yang khas mengubah sinyal tekanan menjadi sinyal digital melalui sirkuit mikro, yang kemudian dikirim ke ponsel atau perangkat lain melalui teknologi nirkabel seperti Bluetooth atau WiFi. Sensor seperti itu sering dilengkapi dengan desain berdaya rendah yang memungkinkan mereka beroperasi untuk waktu yang lama, memungkinkan jangkauan dan resolusi sensor dioptimalkan lebih lanjut, Terutama di perangkat yang dapat dipakai bertenaga baterai lithium.
4.Aplikasi sensor tekanan darah di perangkat digital
Sensor tekanan darah digital Gunakan konversi analog-ke-digital (ADC) Teknologi untuk Mengubah Sinyal Tekanan Analog menjadi Sinyal Digital untuk Interaksi Data Mudah Dengan Sistem Digital Lainnya. Sensor ini dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam berbagai perangkat, dikalibrasi, disesuaikan dan disimpan melalui perangkat lunak, dan bahkan dianalisis dan dikelola di cloud. Digitalisasi ini tidak hanya mengurangi gangguan dalam transmisi sinyal analog, tetapi juga meningkatkan akurasi dan stabilitas sistem secara keseluruhan.
Modul yang sangat terintegrasi ini sangat ideal untuk perangkat seperti monitor tekanan darah di rumah dan monitor tekanan darah pergelangan tangan. Perangkat ini dapat merekam dan mengirimkan data tekanan darah pengguna secara real time melalui sensor bawaan, membantu pengguna dan dokter untuk mengelola kesehatan mereka dengan lebih baik.
5. Perubahan tekanan dan sensitivitas sensor
Sensor tekanan darah Harus sangat sensitif dan mampu mendeteksi perubahan tekanan halus untuk memantau tekanan darah secara akurat. Terutama dalam hal perubahan tekanan besar, Kesalahan nonlinier sensor tidak dapat melebihi ± 0,1%, jika tidak, ia akan mempengaruhi keakuratan hasil pengukuran akhir. Desainer perlu melakukan tes simulasi yang luas saat memilih ketebalan diafragma, distribusi resistensi dan tegangan.
Misalnya, Sensor WF’ Penelitian telah menunjukkan bahwa sensitivitas dan linearitas sensor dapat secara signifikan ditingkatkan dengan memilih ketebalan film yang peka terhadap tekanan secara tepat (MISALNYA., 15 μm). Selain itu, Penggunaan proses MEMS canggih dapat memastikan stabilitas dan keandalan sensor dalam jangka waktu yang lama.
6. Kesimpulan
Di masa depan, Saat teknologi MEMS terus maju, Sensor tekanan darah akan menjadi lebih pintar, lebih akurat, dan banyak digunakan di perangkat kesehatan yang dapat dipakai. Kita bisa membayangkan masa depan itu sensor tekanan darah tidak hanya akan digunakan dalam gelang atau jam tangan, tetapi juga di perangkat medis lainnya, dan bahkan dapat mengembangkan perangkat yang memantau tekanan darah tanpa kontak, melalui teknologi optik atau ultrasound.
Untuk peneliti, Tantangan tetap untuk lebih mengurangi ukuran sensor, menurunkan biaya produksi dan meningkatkan integrasi sambil mempertahankan akurasi tinggi. Pada saat yang sama, Diharapkan bahwa array sensor yang lebih kompleks dapat digunakan untuk mendapatkan data parameter fisiologis yang lebih komprehensif, yang selanjutnya akan mempromosikan kemajuan manajemen kesehatan pribadi.
Di masa depan, Saat teknologi MEMS terus maju, Sensor tekanan darah akan menjadi lebih pintar, lebih akurat, dan banyak digunakan di perangkat kesehatan yang dapat dipakai. Kita dapat membayangkan bahwa sensor tekanan darah di masa depan tidak hanya akan digunakan dalam gelang atau jam tangan, tetapi juga di perangkat medis lainnya, dan bahkan dapat mengembangkan perangkat yang memantau tekanan darah tanpa kontak, melalui teknologi optik atau ultrasound.
Untuk peneliti, Tantangan tetap untuk lebih mengurangi ukuran sensor, menurunkan biaya produksi dan meningkatkan integrasi sambil mempertahankan akurasi tinggi. Pada saat yang sama, Diharapkan bahwa array sensor yang lebih kompleks dapat digunakan untuk mendapatkan data parameter fisiologis yang lebih komprehensif, yang selanjutnya akan mempromosikan kemajuan manajemen kesehatan pribadi.
Referensi：
1.McMasters Consulting, “Aplikasi Sensor Tekanan MEMS dan Analisis Outlook Pasar," 2023.
2.Wu, M., & Wang, H. (2020). “Pengembangan dan Penerapan Sensor Tekanan MEMS dalam Peralatan Medis”, Jurnal Sistem Mikroelektromekanis.
3. Wang, Z., & Li, Y. (2022). “Desain dan fabrikasi chip sensor tekanan untuk perangkat yang dapat dipakai”, Sensor dan aktuator a: Fisik.
Artikel ini membawa Anda pada pemahaman mendalam tentang bagaimana sensor tekanan darah bekerja, Skenario Aplikasi, dan tantangan teknis. Sensor tekanan tidak diragukan lagi merupakan kemajuan besar di bidang e-health, Memberikan solusi yang akurat dan nyaman untuk pemantauan tekanan darah harian. Jika Anda tertarik dengan jenis teknologi ini, Kami menyarankan Anda untuk tetap mengikuti bidang pengembangan teknologi dan tren pasar ini.
