我們經常在醫療領域的一些關鍵領域工作。 由于空間很小，醫療器械所允許的公差極小，甚至很多是亞微米級的，所以現在醫療領域廣泛青睞多傳感器測量系統來開發、維護和提高PCB醫療器械的質量。

在整形外科移植領域，如人工全髖關節的球窩關節、脛骨、全膝關節和踝關節植入物需要高精度的測量方法。 這些植入物的表面是由非均勻有理樣條 (NURBS) 形成的高階曲線。 電路板小編發現，由于移植元器件必須與假體元器件甚至植入人體的元器件相匹配，所以往往是不規則的、彎曲的。 復雜的 3D 曲線增加了從一個方向測量所有平面的難度，這使得某些類型的傳感器難以對其進行有效測量。

視頻測量系統適用于測量具有相交平面的棱柱形工件。 當平面相交時，就會出現邊緣，視頻可以輕松測量邊緣。 整形外科移植部件通常由連續的規則曲線（人工髖關節配件）或復雜的輪廓曲面（人工膝關節配件）組成，其形狀就像人體器官的輪廓。 這些表面幾乎沒有或沒有平面或交叉邊。

視頻傳感器雖然擅長測量邊緣和曲面點，但要使用大量的數據點來獲取即使是輪廓曲面直線段的數據也是非常費力和不切實際的。 觸發式探頭也有同樣的局限性，因為探頭需要靠近每個點并在觸發后返回原位——雖然可行，但也不適合測量大批量產品。

判斷人工膝關節的仿生曲線輪廓是否符合PCB設計要求的最好方法是采用激光測量。 激光傳感器在多傳感器測量系統中是如何工作的？ 激光傳感器將光線投射到工件表面，傳感器獲取反射光和散射光，自動計算激光與工件在三維空間中的距離。 激光可以測量一個點，或者當工件從激光上向下移動或激光掃描PCB工件時，也可以得到并計算出一系列的數據點。 您可以自定義采樣間隔和采樣率。

當激光射線在工件上方移動時，測量軟件會不斷計算出激光與工件表面的距離，通過Z軸平臺控制的閉環定位使激光傳感器保持在捕獲范圍內。 這樣可以快速獲取數據點的準確位置。 激光對焦比視頻自動對焦更快更準確。 由于激光是非接觸式傳感器，因此避免了對工件表面的潛在損壞和對無菌工件的潛在污染。

在大多數情況下，操作員可能難以固定膝關節假體以確保激光指向所有關鍵表面。 這時，將假體安裝在旋轉分度臺上是一種解決方案。 同時減少了人工裝卸工件和夾具的步驟，加快了測量速度。

一般采用探頭從膝關節彎曲面建立基準，然后旋轉分度臺，使膝關節假體旋轉，呈現最理想的激光傳感器測量面。 由于基準點設置在待測表面的反面，因此測量系統必須配備完整的三維測量軟件。 當分度器旋轉時，軟件可以旋轉坐標系。 這樣，無論旋轉分度器的位置如何，激光捕獲的每個數據點都可以在測量軟件控制的3D空間中找到。

另一種測量膝關節假體復雜輪廓的方法是使用 Renishaw SP25 接觸式掃描測頭。 PCB廠了解到，與激光類似，操作人員決定掃描的起點和終點。 不同之處在于，當系統在工件表面移動并采集數據點時，探頭始終接觸假體表面。 與觸發式測頭不同，SP25 接觸式掃描測頭始終與工件保持接觸。 與激光一樣，數據點密度和掃描速度可以定制。 當多傳感器系統配備SP25時，必須安裝配套的3D測量軟件，以跟蹤3D空間中的數據點。

還有其他方法可以測量固定在旋轉分度臺上的膝關節假體。 上述線性激光和接觸式探頭掃描可以掃描分度臺上假體的頂面。 因為線性掃描表示的是 3D 工件的一個線性部分，所以這個部分可以被視頻傳感器作為一個邊緣來測量。 將假體旋轉90度，當光線從背后照射到工件上時，斷面就變成了明顯的“棱”。 該技術需要良好的測量透鏡系統，其工作距離遠且受膝關節假體斜度的影響較小。

由于“截面”大于光學窗口，當系統自動跟蹤邊緣并在多個窗口中獲取數據點時，可以適當應用“尋邊器”等功能。

膝關節假體安裝在旋轉分度臺上，可以測量其整個表面。 緩慢旋轉分度器，每次只旋轉幾個角度，即可完成多次線性掃描（或尋邊），生成數據點陣。 這些數據點陣可以導入到 3D 擬合軟件中。 得到旋轉中心后，軟件會顯示工件數據與工件CAD模型的一致性。

一些貼合PCB的軟件甚至可以進行數據點陣的幾何尺寸和公差分析，同時滿足多種需求，圖表與設計文件之間的任何偏差。 這種分析不僅可以用于每個工件的驗收階段，還可以在生產過程中提高后續工件生產的準確性和效率。

醫療設備制造商需要隨時記錄和控制PCB生產過程，其中還包括應用檢測設備來控制和監控產品質量。 電路板廠發現，多傳感器測量系統可以快速準確地檢測醫療設備的重要尺寸，并最大限度地減少工件裝卸次數。 確保生產的工件符合設計規范是游戲的名稱。 最終結果將影響醫療設備制造商資產負債表的健康——最終影響患者的健康。