在醫療電子應用中，傳感器用于響應諸如體溫、蛋白質、血壓或運動之類的激勵，并將數據傳遞給信號處理電路。根據具體應用，可能還會利用顯示器（通常是LCD）將有用的信息傳達給用戶。半導體技術的發展為單片機直接與傳感器相連并處理所接收數據提供了前提。
調理傳感器輸出信號的重要性
　　基于檢測性質、安全以及衛生方面的考慮，要求將醫療儀器的傳感器探針設計為可拋式。為此，需要基于“前端檢測、后端處理”的原則，巧妙地設計這些傳感器的探針。傳感器通過電屬性變化指示環境變化。設計人員通過信號調理電路將該變化轉換為數字格式。由于大多數傳感器提供的輸出都具有非線性成分，因而這種信號調理是一項具有挑戰性的任務。
　　例如，在室溫下使用溫度傳感器時，其精度可達±1 ℃。但在極熱或極冷環境下，其精度呈非線性下降。這種非線性的曲線通常為拋物線，可由一個經實驗得到的公式表示。
　　圖1所示為補償前和補償后的典型傳感器精度曲線。從圖中可以觀察到，在傳感器的工作溫度范圍內，調理電路是如何提供精確的線性溫度讀數的。根據供應商的數據手冊，可以推導出表示傳感器電壓及其變化與不同溫度之間關系的公式。該公式提供的線性電壓變化為每攝氏度幾百微伏。然后，可以將該電壓放大后傳給模擬輸出傳感器，或者將該電壓連接到模數轉換器進行分析和顯示。設計人員可以使用MCU或數字信號控制器通過固件對該公式進行求解，獲得精度更高的溫度讀數。對于涉及到血壓、蛋白質或光的其他類型傳感器，可以使用類似的技術對其進行補償。

模塊化設計支持可拋式儀器
　　醫療儀器的模塊化設計可以為用戶帶來許多好處，同時也給制造商帶來了便捷。儀器設計人員需要正確地將設計分割為信號檢測、數據采集與分析模塊幾部分。在可能情況下，應將信號檢測模塊設計為可拋式。通過認識2種不同系列的可拋式醫療儀器，可以理解這一點。一種是部分元器件可拋的醫療儀器；另一種是整臺儀器可拋的醫療儀器。對于部分元器件可拋的儀器而言，可以在每次使用后拋棄用于醫療數據采樣的傳感器探針。而整臺儀器可拋的醫療儀器可以在一次或多次使用后完全拋棄。
　　睡眠呼吸暫停綜合癥診斷儀就是部分元器件可拋的一個示例。可拋式探針由熱敏電阻和信號調理電路組成，置于患者鼻腔或口部，向控制器發送呼吸氣流的溫度。根據傳感器的輸出，系統控制器會計算呼吸模式的參數。儀器的非易失性存儲器中保存有正常呼吸模式值及其正負偏差的列表。系統軟件會將測量到的傳感器探針值與正常呼吸模式進行匹配(存在偏差)，然后將呼吸暫停風險值發送至顯示器。根據該信息，醫生可以對病情進行診斷，以便進行進一步的檢測。
　　在另一個部分元器件可拋的儀器示例(血糖儀)中，使用具有特殊涂層的試紙來測量血液中的葡萄糖含量。最新型的血糖儀采用了庫侖測量技術，在這種技術中，試紙由于毛細管作用會吸收血樣，并將其送到含有葡萄糖氧化酶的電極上。使用亞鐵氰離子將酶氧化，根據通過電極的總電量，就可以得出血液中的葡萄糖濃度。在LCD上顯示出由MCU求得的通過血液的電流返回的葡萄糖值。
　　在醫療儀器中，校準是一個關鍵的問題。舉例來說，由于一系列的因素（例如儀器校準、環境溫度、試紙處理、血樣大小、濕度和試紙保存期限等），在正常工作期間，血糖儀的精度范圍為±10%～15%。儀器制造商可以采用高級MCU來處理這些可變因素，并通過顯示“結果可能有誤差”這一警告來提醒用戶。
 如今血糖儀還可以收集額外的數據，根據這些數據來分析患者的病情并給出針對性建議(一些血糖儀可以執行數據分析，但不會記錄歷史數據)。借助市場上推出的嵌入式半導體技術，基于模塊化原則重新對儀器進行設計，設計人員可以通過創新的方式呈現血糖數據。
　　另一種部分元器件可拋的醫療設備是血乳酸測定儀。血乳酸測定儀讓運動醫學從業者可以精確地計算運動員的心率訓練區間。血乳酸測定儀的工作原理與血糖儀相同——使用特定波長的光波，通過對小血樣運用反射測光法來測定乳酸酶。
　　先進的血乳酸測定儀的體積只有信用卡大小，使用試紙來處理小血樣，并可在1 min內返回結果。這些儀器使用內置的傳感器，具有自動溫度補償功能。通過血乳酸檢測可以確定心率對不同鍛煉類型產生的不同響應。由于鍛煉強度和心率之間的關系因鍛煉的類型而有所差異，所以應根據心率對不同鍛煉的響應來安排訓練計劃。
　　未來，基于模塊化設計原則的高級技術，可能包括遠程連接功能（可連接到醫生的診室）和鍵盤輸入功能(用于向儀器或PDA輸入數據，以將結果上傳到計算機中)。通過使用儀器內的存儲器，設計人員可以對固件進行修改，使之可以跟蹤檢測模式，甚至可以將其通過低成本LCD以簡單圖形的方式呈現出來。
　　在一些儀器中，電極是可拋式的，去纖顫器就是這樣的儀器。它根據患者胸部感應襯墊接收的反饋來產生精確控制的電擊。因為每一秒都非常關鍵，所以去纖顫器每次都需要正確地計算出首次電擊的精確能量。去纖顫器或者通過胸壁表面上的電極施加電擊，或者在體內直接對心肌施加電擊，以恢復心臟的電脈沖，使心律恢復正常。電壓、電流、波形時序和傳輸方式都會對患者心臟施加的能量產生影響。
　　一些去纖顫器采用了雙相波形設計和智能電路，以產生比傳統的單相波形系統更小的電流。這些雙相儀器設定為可以在相對較低的峰值電流下有效工作。為了提高能效，去纖顫器需要采用低電容設計，以便有效地產生與患者個人阻抗相適應的波形。為了實現這一點，儀器需要執行復雜的數學計算，精確地計算可產生正確電量的波形。設計人員可以使用支持DSP指令并具有必要信號調理外設的數字信號控制器來設計模塊化的去纖顫器。
　　心電圖儀(ECG)是一種非侵入性的檢測儀器，用于測量心臟中的電活動。貼在手臂、腿部和胸部預定位置的電傳感器可以記錄電活動并幫助評估心臟功能。根據傳感器的輸出，儀器會顯示心臟的心律圖。異常圖樣可以揭示心律擾亂(例如部分心壁供血不足)或心臟病發作情況。基于模塊化設計原則，ECG傳感器上的引腳可以設計為與可拋式電極相連接。
可拋式儀器中的MCU
　　設計人員可以考慮部署基于閃存的功耗管理MCU，它們能夠在休眠模式下驅動LCD，同時維持所需的功能特性。通過使用這些MCU，可以設計出整臺儀器可拋的儀器。例如，驗孕棒中的傳感器可以檢測尿液中稱為人絨毛膜促性腺激素(HCG)的孕激素，并在LCD中顯示結果(通常為“懷孕”或“未懷孕”)。再例如緊湊式血糖儀，它具有內置顯示器，安裝在試紙小瓶上。使用血糖儀進行檢測操作簡單——從小瓶中取出試紙，將其插入儀器頂部，然后進行檢測。當試紙用完時，即可以拋棄這種血糖儀。
　　一些MCU具有10位ADC，可為阻式觸摸屏提供接口。此類觸摸屏省去了專用鍵盤和其他定位設備，提高了儀器的易用性。例如，血糖儀或血乳酸測定儀甚至可以通過觸摸屏交互地顯示有百分之幾的讀數處于目標范圍內(基于高讀數和低讀數的頻率)。如圖2所示。

　　這些示例顯示了最新型MCU的強大功能，支持可拋式儀器中的許多居家檢測功能。可以預期，未來的市場將會出現一系列以前所未有的低成本推出的可拋式醫療檢測儀器。
　　可與一系列傳感器相連的、功能強大的低成本MCU讓可拋式儀器成為現實。此外，經濟的數字信號控制器可以簡化傳感器輸出的復雜數學分析，不僅能夠提供健康狀況診斷，而且可以保證儀器本身的正常運作。基于這些控制器的儀器其體積會越來越小，并且發展為只需要用戶進行簡單校準，或不需要進行任何校準。總之，這些控制器支持著低成本醫療儀器的發展，隨著醫療檢測功能價值的上升，儀器的成本卻在不斷下降。