在医疗电子应用中，传感器用于响应诸如体温、蛋白质、血压或运动之类的激励，并将数据传递给信号处理电路。根据具体应用，可能还会利用显示器（通常是LCD）将有用的信息传达给用户。半导体技术的发展为单片机直接与传感器相连并处理所接收数据提供了前提。
调理传感器输出信号的重要性
　　基于检测性质、安全以及卫生方面的考虑，要求将医疗仪器的传感器探针设计为可抛式。为此，需要基于“前端检测、后端处理”的原则，巧妙地设计这些传感器的探针。传感器通过电属性变化指示环境变化。设计人员通过信号调理电路将该变化转换为数字格式。由于大多数传感器提供的输出都具有非线性成分，因而这种信号调理是一项具有挑战性的任务。
　　例如，在室温下使用温度传感器时，其精度可达±1 ℃。但在极热或极冷环境下，其精度呈非线性下降。这种非线性的曲线通常为抛物线，可由一个经实验得到的公式表示。
　　图1所示为补偿前和补偿后的典型传感器精度曲线。从图中可以观察到，在传感器的工作温度范围内，调理电路是如何提供精确的线性温度读数的。根据供应商的数据手册，可以推导出表示传感器电压及其变化与不同温度之间关系的公式。该公式提供的线性电压变化为每摄氏度几百微伏。然后，可以将该电压放大后传给模拟输出传感器，或者将该电压连接到模数转换器进行分析和显示。设计人员可以使用MCU或数字信号控制器通过固件对该公式进行求解，获得精度更高的温度读数。对于涉及到血压、蛋白质或光的其他类型传感器，可以使用类似的技术对其进行补偿。

模块化设计支持可抛式仪器
　　医疗仪器的模块化设计可以为用户带来许多好处，同时也给制造商带来了便捷。仪器设计人员需要正确地将设计分割为信号检测、数据采集与分析模块几部分。在可能情况下，应将信号检测模块设计为可抛式。通过认识2种不同系列的可抛式医疗仪器，可以理解这一点。一种是部分元器件可抛的医疗仪器；另一种是整台仪器可抛的医疗仪器。对于部分元器件可抛的仪器而言，可以在每次使用后抛弃用于医疗数据采样的传感器探针。而整台仪器可抛的医疗仪器可以在一次或多次使用后完全抛弃。
　　睡眠呼吸暂停综合症诊断仪就是部分元器件可抛的一个示例。可抛式探针由热敏电阻和信号调理电路组成，置于患者鼻腔或口部，向控制器发送呼吸气流的温度。根据传感器的输出，系统控制器会计算呼吸模式的参数。仪器的非易失性存储器中保存有正常呼吸模式值及其正负偏差的列表。系统软件会将测量到的传感器探针值与正常呼吸模式进行匹配(存在偏差)，然后将呼吸暂停风险值发送至显示器。根据该信息，医生可以对病情进行诊断，以便进行进一步的检测。
　　在另一个部分元器件可抛的仪器示例(血糖仪)中，使用具有特殊涂层的试纸来测量血液中的葡萄糖含量。最新型的血糖仪采用了库仑测量技术，在这种技术中，试纸由于毛细管作用会吸收血样，并将其送到含有葡萄糖氧化酶的电极上。使用亚铁氰离子将酶氧化，根据通过电极的总电量，就可以得出血液中的葡萄糖浓度。在LCD上显示出由MCU求得的通过血液的电流返回的葡萄糖值。
　　在医疗仪器中，校准是一个关键的问题。举例来说，由于一系列的因素（例如仪器校准、环境温度、试纸处理、血样大小、湿度和试纸保存期限等），在正常工作期间，血糖仪的精度范围为±10%～15%。仪器制造商可以采用高级MCU来处理这些可变因素，并通过显示“结果可能有误差”这一警告来提醒用户。
 如今血糖仪还可以收集额外的数据，根据这些数据来分析患者的病情并给出针对性建议(一些血糖仪可以执行数据分析，但不会记录历史数据)。借助市场上推出的嵌入式半导体技术，基于模块化原则重新对仪器进行设计，设计人员可以通过创新的方式呈现血糖数据。
　　另一种部分元器件可抛的医疗设备是血乳酸测定仪。血乳酸测定仪让运动医学从业者可以精确地计算运动员的心率训练区间。血乳酸测定仪的工作原理与血糖仪相同——使用特定波长的光波，通过对小血样运用反射测光法来测定乳酸酶。
　　先进的血乳酸测定仪的体积只有信用卡大小，使用试纸来处理小血样，并可在1 min内返回结果。这些仪器使用内置的传感器，具有自动温度补偿功能。通过血乳酸检测可以确定心率对不同锻炼类型产生的不同响应。由于锻炼强度和心率之间的关系因锻炼的类型而有所差异，所以应根据心率对不同锻炼的响应来安排训练计划。
　　未来，基于模块化设计原则的高级技术，可能包括远程连接功能（可连接到医生的诊室）和键盘输入功能(用于向仪器或PDA输入数据，以将结果上传到计算机中)。通过使用仪器内的存储器，设计人员可以对固件进行修改，使之可以跟踪检测模式，甚至可以将其通过低成本LCD以简单图形的方式呈现出来。
　　在一些仪器中，电极是可抛式的，去纤颤器就是这样的仪器。它根据患者胸部感应衬垫接收的反馈来产生精确控制的电击。因为每一秒都非常关键，所以去纤颤器每次都需要正确地计算出首次电击的精确能量。去纤颤器或者通过胸壁表面上的电极施加电击，或者在体内直接对心肌施加电击，以恢复心脏的电脉冲，使心律恢复正常。电压、电流、波形时序和传输方式都会对患者心脏施加的能量产生影响。
　　一些去纤颤器采用了双相波形设计和智能电路，以产生比传统的单相波形系统更小的电流。这些双相仪器设定为可以在相对较低的峰值电流下有效工作。为了提高能效，去纤颤器需要采用低电容设计，以便有效地产生与患者个人阻抗相适应的波形。为了实现这一点，仪器需要执行复杂的数学计算，精确地计算可产生正确电量的波形。设计人员可以使用支持DSP指令并具有必要信号调理外设的数字信号控制器来设计模块化的去纤颤器。
　　心电图仪(ECG)是一种非侵入性的检测仪器，用于测量心脏中的电活动。贴在手臂、腿部和胸部预定位置的电传感器可以记录电活动并帮助评估心脏功能。根据传感器的输出，仪器会显示心脏的心律图。异常图样可以揭示心律扰乱(例如部分心壁供血不足)或心脏病发作情况。基于模块化设计原则，ECG传感器上的引脚可以设计为与可抛式电极相连接。
可抛式仪器中的MCU
　　设计人员可以考虑部署基于闪存的功耗管理MCU，它们能够在休眠模式下驱动LCD，同时维持所需的功能特性。通过使用这些MCU，可以设计出整台仪器可抛的仪器。例如，验孕棒中的传感器可以检测尿液中称为人绒毛膜促性腺激素(HCG)的孕激素，并在LCD中显示结果(通常为“怀孕”或“未怀孕”)。再例如紧凑式血糖仪，它具有内置显示器，安装在试纸小瓶上。使用血糖仪进行检测操作简单——从小瓶中取出试纸，将其插入仪器顶部，然后进行检测。当试纸用完时，即可以抛弃这种血糖仪。
　　一些MCU具有10位ADC，可为阻式触摸屏提供接口。此类触摸屏省去了专用键盘和其他定位设备，提高了仪器的易用性。例如，血糖仪或血乳酸测定仪甚至可以通过触摸屏交互地显示有百分之几的读数处于目标范围内(基于高读数和低读数的频率)。如图2所示。

　　这些示例显示了最新型MCU的强大功能，支持可抛式仪器中的许多居家检测功能。可以预期，未来的市场将会出现一系列以前所未有的低成本推出的可抛式医疗检测仪器。
　　可与一系列传感器相连的、功能强大的低成本MCU让可抛式仪器成为现实。此外，经济的数字信号控制器可以简化传感器输出的复杂数学分析，不仅能够提供健康状况诊断，而且可以保证仪器本身的正常运作。基于这些控制器的仪器其体积会越来越小，并且发展为只需要用户进行简单校准，或不需要进行任何校准。总之，这些控制器支持着低成本医疗仪器的发展，随着医疗检测功能价值的上升，仪器的成本却在不断下降。