在電子醫(yī)療器械領(lǐng)域，MEMS傳感器正被用于不同功能的醫(yī)療設(shè)備。雖然MEMS技術(shù)仍存在瑕疵，如制造成本較高，精度不夠……但是這些問(wèn)題都會(huì)隨著制造及MEMS測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步而改善。可以預(yù)見(jiàn)，MEMS將有效提升人類醫(yī)學(xué)的認(rèn)知水平，對(duì)疾病研究、藥物開(kāi)發(fā)、手術(shù)等方面有著巨大的推動(dòng)作用。今天SPEA將為大家介紹MEMS傳感器在醫(yī)療器械中的主要應(yīng)用。

1. 生命體征監(jiān)測(cè)儀器

生命體征監(jiān)測(cè)設(shè)備是MEMS傳感器的主要應(yīng)用之一。此外可穿戴設(shè)備作為電子信息和醫(yī)療健康領(lǐng)域結(jié)合的新型生命體征監(jiān)測(cè)儀器，正在快速發(fā)展。很多手環(huán)和智能手表都集成MEMS傳感器，可以監(jiān)控心跳、呼吸、血壓等健康特征。這些產(chǎn)品甚至獲得了國(guó)家藥品監(jiān)督管理局的醫(yī)療器械批準(zhǔn),可以方便使用者隨時(shí)進(jìn)行心電圖檢測(cè),并提供心臟疾病的早期預(yù)警。

1. 心血管疾病治療器械

心血管疾病人類健康的頭號(hào)殺手。這類疾病隱蔽性強(qiáng)，往往需要專業(yè)的醫(yī)生結(jié)合聽(tīng)診器或特殊設(shè)備才能發(fā)現(xiàn)。基于MEMS傳感器制作的心音監(jiān)測(cè)設(shè)備可以有效解決傳統(tǒng)聽(tīng)診器的弊端，使用MEMS麥克風(fēng)并結(jié)合分類算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)心音的捕捉和分析,并在顯示器上提供詳細(xì)的分析報(bào)告,用于輔助醫(yī)生診斷心血管疾病。此外小巧的MEMS傳感器在心臟起搏器上應(yīng)用具有巨大優(yōu)勢(shì)。

1. 仿生耳蝸

MEMS傳感器仿生工耳蝸的關(guān)鍵構(gòu)成之一，人工耳蝸有幾個(gè)共同的外部構(gòu)件，他們組合起來(lái)完成聲音的收集、分析、處理，以及向內(nèi)部構(gòu)件傳遞信息。外部構(gòu)件包括MEMS麥克風(fēng)、連接導(dǎo)線、言語(yǔ)處理器和發(fā)射線圈。使用MEMS電容傳感器制作的耳蝸，具有較高的靈敏度和頻率帶寬。MEMS技術(shù)制作的人工耳蝸電極,具有較好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的電化學(xué)性能。

4、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械

微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械是西現(xiàn)代醫(yī)學(xué)進(jìn)步的主要標(biāo)志，正式MEMS技術(shù)手術(shù)機(jī)械中的應(yīng)用有效促進(jìn)了微創(chuàng)手術(shù)普及。MEMS磁傳感器制作了一種位置追蹤系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)跟蹤器官的形狀和血管的位置,可用于腹腔鏡手術(shù)中器官和血管位置的導(dǎo)航定位，大大提升手術(shù)精準(zhǔn)度。

醫(yī)療設(shè)備小型化，精細(xì)化需求仍在持續(xù)增長(zhǎng) ，這對(duì)MEMS傳感器的靈敏度及關(guān)鍵性能參數(shù)提出了更高要求。當(dāng)前，大部分MEMS測(cè)試技術(shù)仍然停留在后端測(cè)量，暫無(wú)法覆蓋到MEMS器件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)于MEMS傳感器制造商及MEMS測(cè)試服務(wù)商來(lái)說(shuō)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

全世界有能力生產(chǎn)、設(shè)計(jì)MEMS傳感器的廠家寥寥無(wú)幾，而能夠做到快速高效檢測(cè)的ATE設(shè)備廠商也是屈指可數(shù)。MEMS傳感器制造和測(cè)試的難點(diǎn)主要集中再以下幾方面：

1、醫(yī)療器械中MEMS器件封裝精度要求較高

MEMS從中文名字叫微機(jī)電系統(tǒng)，微小精密是其特色也是難點(diǎn)。MEMS系統(tǒng)包含特殊的信號(hào)界面、外殼、內(nèi)腔等結(jié)構(gòu)，在MEMS器件與功能性基板鍵合過(guò)程中增加了拾取和放置時(shí)的位置及角度控制難度。

2、MEMS原材料脆弱，對(duì)于定位精度和鍵合力度要苛刻

MEMS器件的機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于IC芯片，如微慣性傳感器、微陀螺儀等，通常含有腔體或懸臂等機(jī)械部分，這些結(jié)構(gòu)由于尺寸微小，再制造過(guò)程中很容易因物理接觸和暴露而被損。此外MEMS器件對(duì)于精準(zhǔn)的定位精度和鍵合力度要求也有著苛刻的要求。

3、醫(yī)療器械靈敏度要求高，測(cè)試難度大

電子醫(yī)療儀器，需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)人體各種壓力指標(biāo)的變化能對(duì)診斷和治療起到非常積極的作用。MEMS器件的檢測(cè)電路極其復(fù)雜；與被測(cè)的微小電容相比，雜散電容一般要高很多，并且雜散電容會(huì)隨諸多因素而變化，當(dāng)干擾信號(hào)大于被測(cè)量的信號(hào)時(shí)，很難獲取準(zhǔn)確的結(jié)果。

總而言之，mems傳感器的功耗、尺寸以及精度是目前乃至未來(lái)最主要的挑戰(zhàn)。科技進(jìn)步造福人類，本期有關(guān)MEMS技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用就介紹到這兒。更多MEMS測(cè)試相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注下期分享。