压力传感器在医学领域有哪些应用？

压力传感器的种类繁多，其性能也有较大的差异，如何选择较为适用的传感器，做到经济、合理的使用。

压力传感器在医学领域扮演着极其重要的角色，它们能够精确测量压力并将其转换成电信号，广泛应用于诊断、监测、治疗和研究多个环节。以下是一些主要的应用方向：

心血管系统监测：
- 血压监测： 这是最常见的应用。
  - 无创血压： 电子血压计（家用和医用）袖带内的压力传感器配合充气放气机制和算法，精确测量收缩压、舒张压和平均动脉压。
  - 有创血压： 在手术室、ICU等，通过将导管插入动脉（如桡动脉）或静脉，直接连接压力传感器模块进行连续、实时的直接动脉压（ABP）、中心静脉压（CVP）、肺动脉楔压（PAWP）等关键指标监测。这对于危重病人、复杂手术和大血管手术至关重要。
- 心导管检查和介入治疗： 在心导管室，通过插入心脏或冠状动脉内的导管，压力传感器用于测量心腔（心房、心室）压力、肺动脉压、冠状动脉内压力梯度（FFR/iFR） 等，诊断瓣膜疾病、心功能、评估冠状动脉狭窄是否影响血流。
神经系统监测：
- 颅内压监测： 对颅脑损伤、脑出血、脑水肿患者，通过植入脑室、脑实质内或硬膜外的探头（内含压力传感器）进行 颅内压持续监测，对于评估病情、指导脱水降颅压治疗、防止脑疝至关重要。
- 植入式神经刺激器（如脑深部电刺激）： 一些高级神经刺激器集成了压力传感器，可以用来监测脑脊液压力波动或提供额外的生理参数输入，用于反馈调节刺激参数。
呼吸系统监测与支持：
- 呼吸机： 压力传感器是呼吸机的核心组件之一。它们用于：
  - 监测气道峰压、平台压、呼气末正压。
  - 精确控制通气过程中的压力和流量（压力控制通气、压力支持通气模式）。
  - 检测患者吸气努力。
  - 防止气压伤（过高压力报警）。
- 麻醉机： 与呼吸机类似，用于监测和控制呼吸回路压力。
- 肺功能测试： 在肺活量计等设备中，压力传感器（常配合流量传感器）用于测量呼吸流速和容量，评估肺功能。
- 睡眠呼吸监测： 多导睡眠监测仪可能使用鼻压力传感器等来检测呼吸气流和呼吸暂停/低通气事件。
- 正压通气面罩： CPAP/BiPAP呼吸机通过面罩内集成或管路中的压力传感器，维持设定的治疗压力。
泌尿系统与腹部监测：
- 尿流动力学检查： 膀胱测压是评估膀胱功能的金标准。压力传感器用于：
  - 测量膀胱充盈压、膀胱逼尿肌压、腹压、尿流率、尿道压等。
  - 诊断尿失禁、膀胱过度活动症、神经源性膀胱等功能障碍。
- 腹内压监测： 通过膀胱间接测压法（最常用），将测压导管连接压力传感器，测量腹内压（IAP）。腹内高压和腹腔间隔室综合征是危重患者严重并发症，需要及时监测和处理。
- 肾脏透析机： 监测透析管路中的压力和跨膜压（TMP），保障透析过程安全。
微创手术与内窥镜检查：
- 手术机器人/器械： 先进的微创手术器械（如达芬奇机器人系统）的机械臂末端执行器上集成微型压力/力传感器，提供触觉（力）反馈给外科医生，使其能感知组织阻力和操作力度。
- 内窥镜设备： 用于测量特定腔道内的压力，如胆道压力、括约肌压力等（如Oddi括约肌测压）。
假肢与康复：
- 智能假肢： 在假脚、接受腔、机械手等处集成压力传感器阵列，用于感知接触面和地面反作用力（GRF），提供触觉反馈（例如踩到什么地面、握持力度），实现更自然、更稳定、更精细的控制。
- 压力分布评估： 压力分布测量板/垫（如站立板、鞋垫）用于评估站立、行走时足底或坐姿时坐骨结节的压力分布，指导义肢、矫形器适配，评估步态，预防压疮。
- 康复训练反馈： 在压力生物反馈仪器中使用，例如监测颈部或肢体运动时的压力变化，辅助患者进行准确的功能恢复训练。
眼科：
- 眼压计： 非接触式眼压计通过精确控制气流冲击角膜并测量形变阻力来计算眼压。接触式眼压计（如Goldmann眼压计）则是医生手动施压并观察，间接依赖压力感知。
其他特殊应用：
- 压力衣/辅助设备： 如针对肌肉萎缩性侧索硬化症患者使用的负压呼吸辅助设备（胸甲式呼吸机）需要监测和控制压力。
- 药物输注泵： 某些高端输注泵利用压力传感器检测输液管路堵塞或泄漏。
- 体外冲击波碎石机： 精确控制产生碎石所需的冲击波压力。
- 实验室研究： 用于药物测试、生物力学研究（组织承受的压力）、器官芯片内的微环境控制等。