触摸教学

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对力敏感的训练设备是否有助于为未来的医疗专业人员制定更高的标准？

 

罗布·波多洛夫和安迪·丹贝克

罗布·波多洛夫和安迪·丹贝克

2009年5月6日设计

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利用FSR传感器对注射模型肢体进行检测，可以指导医学专业人员在某些医疗过程中选择合适的注射深度。图片由Tekscan提供。

 

今天的医疗专业人员使用的设备和工具显然与不久前大不相同。一般来说，医疗专业人员及其患者越来越接受智能化、数据驱动的医疗技术，这些技术可以简化和提高治疗过程的准确性。可穿戴的治疗和药物递送设备、机器人手术系统和远程健康监测设备代表了医疗设备行业的一些最新进展。

 

然而，即使引进了这些新的医疗技术，今天的许多医疗专业人员仍在接受主要是模拟和陈旧方法的培训。医疗培训设备市场仍然是大型医疗设备集团中一个基本上没有服务但正在增长的细分市场。事实上，最近一份锡安市场研究报告预测，到2020年底，医学教育市场将达到362.0亿美元。

 

 

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在大多数医疗过程中，部队交换是必不可少的

 

医学专家的“触觉”是随着时间的推移而学会的。演示如何对患者进行手动治疗，或使用工具进行手术，是一回事；有方法量化这些动作将帮助医疗专业人员更快地发展触觉。实现这一目标的一种方法是，创建智能、敏感的培训设备，其中包括嵌入式功能，以实现更高的标准，培养受过更好培训的专业人员。

 

将部队感知技术集成到通用医疗训练设备中，可以将一个简单的工具升级为一个有见地的、数据驱动的教育计划。这种训练设备的设计工程师面临的挑战是将力捕获机制嵌入到模拟真实生活环境的紧密空间约束中，而不增加用户的复杂性。这就是为什么选择合适的嵌入式技术对于开发成功的训练设备至关重要的原因。

 

权衡力量感应选项

 

智能设备中嵌入了四种核心力传感技术：称重传感器、应变计、微机电系统（MEMs）和印刷力敏感电阻器（fsr）。设计工程师在这些选项中的选择取决于设计需求、应用程序所需的精度级别及其成本。

 

称重传感器可能是当今最常用的力传感技术，是需要高精度医疗训练设备的一个很好的选择。然而，由于称重传感器体积庞大，设计工程师很难将其嵌入到狭小的空间中。它们还需要在重复使用后进行常规的工厂重新校准，这对最终用户来说可能是昂贵的。

 

应变计和MEMs器件都具有高精度的优点，同时也比称重传感器小得多。从传感器集成的角度来看，它们可能更具挑战性，因为它们都需要第三方外包，因为它们的电路很复杂。尤其是MEMs器件的前期成本往往更高。

 

FSRs是一种价格合理的超薄力传感器，由两片薄聚酯之间的半导体材料组成。它们是在电路中充当电阻器的无源元件。空载时，传感器具有高电阻，施加力时电阻下降。当考虑电阻（电导）的逆时，电导响应作为力的函数在传感器的指定力范围内是线性的。FSR的薄外形，加上它在简单电路上的功能，使它成为设计工程师非常有吸引力的选择。

 

虽然fsr可以很容易地校准，但它们不像称重传感器、应变计或MEMs器件那样精确。然而，尤其是在医疗训练设备的情况下，可能并不总是需要高水平的测力精度。一般来说，FSR技术最适合用于测量力的相对变化、力的变化率、检测触发动作的力阈值或检测和测量接触和接触的应用。