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 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.
* Một cảm biến áp suất được cấy trong tim người
* Cảm biến vi 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,
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.
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.
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.
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.