压电薄膜传感器在医疗监测方面的应用

压电薄膜拥有独一无二的特性，作为一种动态应变传感器，非常适合应用于人体皮肤表面或植入人体内部的生命信号监测，一些薄膜元件灵敏到足以隔着外套探测出人体脉搏，因此压电薄膜可用于生命特征监护方面。压电薄膜很薄、质轻、非常柔软，可以无源工作，因此又可以广泛应用于医用传感器，尤其是需要探测细微的信号时。

很多电子听诊器都采用了压电薄膜作为传感器元件，因为它耐用，灵敏度高，带宽范围宽。在该应用中，传感器元件通常都封装在传统的金属听诊头中，因为传感器需要与身体形成作用力。一旦动态的压力信号转换成电信号，就可以有选择性的过滤或放大、作为音频信号回放、运用更复杂的运算方法判断出具体的状况、或传输到远程基站进行进一步分析存储等。

Infantrust 公司利用PVDF对应力极端敏感的特性开发了一款辅助育儿产品Respisense。把监控仪夹在纸尿片贴近婴儿腰部的位置，监控婴儿心跳。Respisense中的压电薄膜与腹部皮肤直接接触，在设定的时间内如果没探测到婴儿在活动，震动蜂鸣器将被启动，轻轻地拨动婴儿，刺激它呼吸。如果在此后的一段时间内婴儿仍没有反应，报警器将被启动。

PVDF对温度的动态变化也相当敏感（28μm厚压电薄膜的典型值是8V/oC）。英国C-Lect医疗公司开发了一款监控器，用来监测呼吸速率。用面罩将一小块压电薄膜元件固定在口鼻处，吸进和呼出气体的温度变化产生强劲的电信号。即使吸入的是加热过的氧气/空气，测量结果仍然十分准确。PIPPA监控器由电池供电，LCD显示每分钟的呼吸次数。

压电薄膜和压电电缆都可以安装在床垫上探测病人的心跳，呼吸和身体运动。Hoana Medical Inc.的监护床报警系统在床垫和被单之间安装了一组传感器。病人坐或躺在监护床上时，传感器可以隔着衣服和被单准确测量收集患者的生命特征信息。柔性开关用于采集静态信号，病患所有的动态信号都由压电薄膜采集并转换成相应的电信号，在病床边上的显示器显示。病人的心率和呼吸速率不正常，或病人擅自下床时，系统可以提前报警。这一切都由传感器完成，而无需与病人直接接触。

压电薄膜可以替代传统元件来探测并传送生命特征信号至医疗监护系统。相信在不久的将来，压电薄膜会凭借其诸多优点，更广泛的应用于治疗和监护中。