Датчик FSR для медицинского мониторинга силы | VMANX

Сверхтонкий резистор FSR для измерения силы воздействия, используемый в устройствах обратной связи при сердечно-легочной реанимации, для мониторинга выхода из постели и реабилитации.

Компания VMANX, производитель печатной электроники из Дунгуаня, Китай, сертифицированный по стандарту ISO 13485, поставляет продукцию. Резистор датчика силы CPR-FS01 (документ VF-CPR99139) — сверхтонкий датчик FSR толщиной менее 0,3 мм, преобразующий приложенную силу тела в аналоговый сигнал сопротивления для устройств по уходу за пациентами. Разработанный для производителей медицинского оборудования, создающих системы обратной связи для СЛР, сигналы тревоги при выходе из кровати и реабилитационные мониторы, датчик определяет параметры грудной клетки. глубина сжатия до 0,1 см и реагирует менее чем за 5 мс, потому что при реанимации разница между эффективным и неэффективным сжатием измеряется в сантиметрах и миллисекундах, а не на основе клинического заключения.

Почему датчики силы должны быть внедрены в уход за пациентами.

В условиях стресса человеческое суждение ненадежно. Во время остановки сердца спасатели постоянно неправильно оценивают как глубину, так и частоту компрессий — надавливают слишком поверхностно по мере нарастающей усталости или отклоняются от рекомендованного ритма, не замечая этого. Та же проблема существует и в стационаре: медсестры не могут узнать, что пациент покинул койку, пока не сработает сигнал тревоги, а реабилитологи не могут количественно оценить нагрузку без приборов.

Датчик FSR преобразует это невидимое механическое событие в числовое значение, на которое может реагировать устройство. Поскольку чувствительный элемент представляет собой толстопленочную структуру из печатного полимера, а не механически обработанный датчик нагрузки, он может быть толщиной менее 0,3 мм и достаточно гибким, чтобы его можно было ламинировать в компрессионную подушку, накладку на матрас или стельку — измеряя контактную поверхность без изменения ощущений от изделия для пациента.

Основные особенности и преимущества

Разрешение по глубине сжатия 0,1 см.

Прибор CPR-FS01 измеряет глубину компрессии в диапазоне от 1,5 до 8,0 см с разрешением 0,1 см и точностью в пределах ±0,5 см или 10%, в зависимости от того, что больше. Этот диапазон охватывает рекомендуемую в экстренных ситуациях глубину компрессии для взрослых 5–6 см при наличии достаточного пространства по бокам.

Для производителя оборудования, разрабатывающего устройство обратной связи для сердечно-легочной реанимации, это означает, что датчик может различать сжатие на 4,5 см от сжатия на 5,5 см — именно то различие, которое отделяет подсказку «надавите сильнее» от подтверждения «хорошее сжатие».

Время отклика менее 5 мс для частоты и отдачи

Время отклика составляет менее 5 мс, что достаточно быстро для захвата динамического профиля каждого отдельного сжатия, а не усредненной огибающей. На основе этой формы сигнала устройство может определить скорость сжатия для 40–160 сжатий в минуту и проверить соответствие целевому показателю в 100–120 сжатий в минуту.

Крайне важно, что датчик также фиксирует полное снятие компрессии. Когда сила сжатия возвращается к состоянию, близкому к нулю, устройство может подтвердить полное восстановление кровообращения в грудной клетке — параметр, который чаще всего упускается из виду при реальной реанимации и который определяет, происходит ли наполнение сердца кровью между компрессиями.

Ультратонкий форм-фактор, позволяющий ламинировать что угодно.

Общая толщина составляет менее 0,3 мм, диаметр активной области — 12,7 мм. Корпус поставляется с клеевой подложкой и стандартным интерфейсом контактов. В стандартную комплектацию входит экранированный двухжильный кабель длиной 100 см, возможна также замена кабеля на более дорогой вариант с 3-контактным разъемом типа JST для обслуживания без использования инструментов.

Именно такой форм-фактор позволяет использовать одну и ту же сенсорную платформу в различных продуктах: ее можно ламинировать под кожей манекена для сердечно-легочной реанимации, встраивать в компрессионную подушку, интегрировать в портативное устройство расширенной реанимации или встраивать в коврик для выхода из постели или стельку с датчиком давления.

Чрезвычайно низкое энергопотребление для устройств, работающих от батарей.

Статическое энергопотребление незначительно, а типичный рабочий ток составляет менее 0,5 мА. Для портативного устройства обратной связи с батарейным питанием или беспроводного датчика положения кровати уровень измерения силы фактически не затрагивает энергетический бюджет — ограничение при проектировании смещается к радиомодулю и дисплею, а не к датчику.

механический ресурс 100 000 циклов

В условиях, имитирующих стандартные компрессии при сердечно-легочной реанимации на глубине 5–6 см и частоте 110 циклов в минуту, датчик выдерживает более 100 000 непрерывных циклов компрессии, при этом снижение производительности не превышает 10% от исходного значения. Повторяемость составляет ±3,0% от полной шкалы. Для тренировочного манекена, используемого ежедневно, именно такая износостойкость отличает расходный материал от компонента.

Технические характеристики

Типичные значения. Поставляется как OEM-компонент — сертификация всего устройства осуществляется производителем устройства.

Руководство по интеграции для производителей медицинских устройств

Датчик выдает изменяющееся сопротивление, а не калиброванное напряжение. Последовательно включенный нагрузочный резистор преобразует это изменение в пригодное для использования выходное напряжение, а значение резистора — обычно от 10 кОм до 100 кОм — следует выбирать с учетом диапазона силы, диапазона входного сигнала АЦП и чувствительности, которые фактически необходимы для приложения. Правильный выбор резистора определяет, будет ли оцифрованная кривая использовать весь диапазон преобразователя или будет сосредоточена в его части.

Датчик, являющийся компонентом медицинского электрооборудования, разработан для того, чтобы помочь производителям устройств соответствовать стандартам, которым должна отвечать их готовая продукция: IEC 60601-1 / EN 60601-1 для базовой безопасности и основных характеристик, IEC 60601-1-2 для электромагнитной совместимости, а также испытания на воздействие окружающей среды в соответствии с GB/T 14710 или эквивалентной серией IEC 60068-2, охватывающей высокие и низкие температуры, влажное тепло, вибрацию, удары и транспортировку. Сертификация всего устройства остается ответственностью производителя, выпускающего готовое устройство на рынок.

Часто задаваемые вопросы клиентов

В: Что такое резистор, измеряющий силу, и чем он отличается от тензодатчика?

A: FSR — это печатный полимерный толстопленочный элемент, сопротивление которого нелинейно уменьшается с увеличением приложенной силы. В отличие от механически изготовленного тензометрического датчика нагрузки, он не имеет жесткого металлического корпуса, поэтому может быть толщиной менее 0,3 мм и гибким. Компромисс заключается в том, что он выдает нелинейный резистивный сигнал, требующий обработки и калибровки, а не прецизионный линейный выходной сигнал, который подходит для приложений, связанных с порогом силы и профилем силы, а не для лабораторного взвешивания.

В: Насколько точна методика измерения глубины сжатия на основе FSR?

A: В эффективном диапазоне 1,5–8,0 см точность составляет ±0,5 см или 10%, в зависимости от того, что больше, при разрешении 0,1 см. Это достигается после калибровки системы и обработки алгоритмом — датчик предоставляет исходный сигнал силы, а алгоритм производителя устройства преобразует его в глубину.

В: Может ли один датчик измерять как глубину, так и скорость сжатия?

А: Да. Глубина определяется амплитудой сигнала, а скорость — временем отклика динамической формы сигнала. Поскольку время отклика составляет менее 5 мс, отдельные сжатия остаются отчетливыми до 160 циклов в минуту, поэтому глубина, скорость и отдача определяются одним и тем же каналом.

В: Какие еще приложения, помимо сердечно-легочной реанимации, используют ту же сенсорную платформу?

A: Та же платформа FSR поддерживает сигналы тревоги при выходе из кровати и предотвращение падений пациентов, мониторинг выхода из кресла и положения сидя, реабилитацию и измерение давления в стельке, а также общее тактильное измерение силы. Принцип работы датчика остается неизменным, в то время как активная область, диапазон силы и геометрия хвостовой части настраиваются для каждого приложения.

В: Должен ли датчик непосредственно контактировать с кожей пациента?

А: Обычно нет. В большинстве конструкций он располагается под подушкой, чехлом матраса, манекеном или стелькой, поэтому покрывающий слой является поверхностью, контактирующей с пациентом. В тех случаях, когда конфигурация предполагает прямой или длительный контакт с кожей, к контактирующим материалам применяется стандарт биосовместимости ISO 10993, который указывается на этапе проектирования OEM-производителем.

В: Как долго работает датчик в тренировочном устройстве, используемом ежедневно?

А: Механический ресурс превышает 100 000 циклов сжатия на глубине 5–6 см и при 110 циклах в минуту, при этом деградация составляет менее 10% от первоначального значения. На практике тренировочный манекен может проводить интенсивные ежедневные тренировки в течение многих лет, прежде чем его деформация приблизится к этому пределу.

В: Каким сертификатом обладает датчик?

A: Компания VMANX производит продукцию в соответствии со стандартом управления качеством ISO 13485, с соблюдением требований RoHS 2011/65/EU и REACH в отношении веществ, а также стандартом биосовместимости ISO 10993 для конфигураций, контактирующих с пациентом. Датчик является OEM-компонентом; сертификация по электробезопасности и электромагнитной совместимости IEC 60601 проводится производителем готового устройства, выводящего его на рынок.

Инженерная поддержка OEM

Компания VMANX оказывает поддержку программам OEM-производителей медицинского оборудования, начиная с определения диапазона усилия и заканчивая выпуском в производство, включая расчет активной зоны, выбор нагрузочного резистора, трассировку выводов, выбор разъемов и проверку жизненного цикла. Полные технические характеристики опубликованы на сайте [ссылка на сайт]. Тактильный датчик CPR FlexiForce и Технические характеристики датчика VF-CPR99139 страницы, с более широким датчик силы нажатия ассортимент продукции и портфель медицинских датчиков, включающий устройства для ЭЭГ, ЭМГ, SpO2 и мониторинга безопасности, построены на той же основе. гибких печатных плат (FPC) платформу.

Заключение

Резисторы с датчиком силы преобразуют механические события, которые врачи могут только оценить, в данные, на основе которых может реагировать устройство. Имея толщину менее 0,3 мм, ток менее 0,5 мА, разрешение по глубине 0,1 см, время отклика менее 5 мс и ресурс более 100 000 циклов, CPR-FS01 предоставляет производителям медицинского оборудования чувствительный слой, который можно ламинировать практически на любую поверхность, контактирующую с пациентом. Производство осуществляется под контролем стандарта ISO 13485, поэтому поведение материала повторяется от партии к партии.

VMANX — гибкая система измерения силы, разработанная для обеспечения клинической уверенности.

Рекомендации для СМИ и SEO

Главное изображение: filename: fsr-sensor-medical-force-sensing-device.jpg | ALT: “Сверхтонкий пленочный резисторный датчик силы FSR для обратной связи при сердечно-легочной реанимации и мониторинга состояния пациента”

Видео (YouTube): «Система измерения силы FSR для медицинских устройств — обратная связь при сердечно-легочной реанимации, помощь при вставании с постели и реабилитация | VMANX»

Основное ключевое слово: Датчик FSR для медицинских устройств

Вторичные ключевые слова: резистор для измерения силы, медицинский датчик, датчик обратной связи при СЛР, датчик глубины сжатия, датчик сигнала тревоги при выходе из кровати, тонкопленочный датчик силы, медицинский датчик давления (OEM).

Мета-описание (157 символов): «Датчик FSR CPR-FS01 для медицинских устройств: толщина менее 0,3 мм, разрешение по глубине 0,1 см, время отклика менее 5 мс, срок службы 100 000 циклов, OEM-компонент, изготовленный в соответствии со стандартом ISO 13485».

Область сертификации (медицинская группа F1): ISO 13485 · ISO 10993 · RoHS 2011/65/EU · REACH

Примечание о соответствии требованиям: Область применения компонентов OEM. В качестве стандартов, которым должно соответствовать готовое устройство, указаны IEC 60601-1 / 60601-1-2 — сертификация всего устройства осуществляется заказчиком. Не добавляйте к этому активу заявки на регистрацию конечного устройства.

Примечание к публикации: отображать дату публикации на главной странице новостей; поддерживать темп публикации 2–4 статьи в месяц.