在医疗电子应用领域,MEMS技术的目标是将信息的采集、处理和执行集成在一起,形成多功能的微系统,不仅可以降低机电系统的成本,还可以完成 大型机电系统的无能。 完成的任务还可以嵌入到大型系统中,从而大大提高系统的自动化、智能化和可靠性。 MEMS技术开辟了全新的医疗电子产业。
这些医疗保健产品包括:血糖仪、数字血压计、血气分析仪、数字脉搏和心率监测仪、数字温度计、妊娠测试仪、透皮给药系统、透析系统和制氧机,其中许多是医疗电子产品。 所使用的技术越来越复杂,对这些产品的设计要求也越来越高,以确保每个人都能安全有效地使用它们,包括医疗保健专业人员、患者本身,最重要的是家庭用户,而他们之间的许多要求可能会发生冲突。 对于设计师来说,所有这些都意味着在给定空间内完成更多工作,同时保持尽可能低的功耗。
在选择家庭健康电子解决方案时,设计人员面临的最大问题是如何正确平衡各个方面,例如小尺寸、低功耗、低成本、高可靠性、长寿命和高安全性等。 同时,医疗电子设备面临的另一个障碍是如何实现远高于非医疗电子设备所需的密封性,而整体小型化使得密封更加难以实现。
对于医生等专业人员来说,操作医疗电子设备很方便,因为他们接受过使用这些仪器的培训。 对于家庭患者来说,简单的操作极其重要。 幸运的是,先进的微机电系统 (MEMS) 传感器可以帮助实现这一目标。
意法半导体 MEMS、传感器和高性能模拟产品总经理 Benedetto Vigna 表示:“我们欢迎这些看似矛盾的要求,因为它们给了我们创新的机会。” “我们在医疗电子行业深耕多年,因此,我们充分理解这些设备所面临的技术挑战。” 意法半导体有越来越多的将MEMS技术与医学完美结合造福人类的应用创意,例如意法半导体为瑞士Sensimed AG设计了一款嵌入无线MEMS传感器的隐形眼镜,该隐形眼镜采用嵌入式微型应变片来连续监测曲率 一段时间内(通常是 24 小时)眼睛的变化。嵌入式天线、微型专用处理电路和将测量数据发送到接收器的 RF 发射器。
Sensimed 的创新解决方案由两个组件组成:智能隐形眼镜和佩戴在患者颈部的小型接收器。 除了应变仪之外,隐形眼镜还包含天线、微型专用处理电路以及将测量结果发送到接收器的射频发射器。 隐形眼镜由接收到的无线电波供电,因此无需连接电池。 镜片上嵌入式元件的布局巧妙,不会干扰患者的视力。 隐形眼镜由眼科医生为患者配戴。 当患者第二天回来就诊时,眼科医生取下眼镜和接收器,就可以读出过去24小时记录的完整眼压变化数据。
Sensimed首席执行官Jean-Marc Wismer表示:“试验证明,我们独特的平台为青光眼的治疗带来了巨大益处。下一步是将这款产品扩展到选定地区的更多医疗中心。凭借在传感器方面的出色表现 研发,以及与创新合作伙伴的完整合作能力,自然是关键阶段的首选合作伙伴。”
SENSIMED Triggerfish已获得CE标志,目前正在进行大规模试验,并在指定医疗中心有产品商业销售。 “该设备的易用性可以极大地简化和改善患者护理,”正在瑞士日内瓦大学医院试用炮弹鱼的 Kaweh Mansouri 博士说。
意法半导体的工程师正在与Sensimed合作,将这一突破性技术转化为可靠的量产MEMS产品。 意法半导体预计在2010年第二季度完成MEMS传感器的开发和设计,并在2010年第三季度投入量产。必须获得相关法规的批准后才能推广到外界的其他医生和患者 审判中心。 Sensimed和意法半导体预计将从2010年第三季度开始在欧洲国家推出,并于2011年底进入美国市场。
意法半导体MEMS、传感器和高性能模拟产品部门总经理Benedetto Vigna表示:“意法半导体特别专注于开发用于诊断和其他医疗设备的无线传感器网络。这种佩戴在身体上的自供电无线传感器使用 创新产品。有潜力拯救数百万潜在和现有青光眼患者群体。Sensimed 的创新应用完美展示了意法半导体如何与医疗保健专业人员合作,融合两种完全不同的学科和技能,利用我们的制造基地设施来改善健康和 人民的福祉。”
如今,MEMS已从实验室走向市场,其在医疗电子领域的应用也日益普遍。 其产品不仅开辟了非常广泛的应用领域,而且具有非常强的市场竞争力。 医疗电子和诊断设备提供MEMS应用。 更大的舞台。
除了意法半导体为瑞士Sensimed AG设计的MEMS隐形眼镜的成功案例外,MEMS在生化医学中的应用也在不断增长。 在临床医学中,传感器和智能控制技术被用来治疗结核病和心脏病。 治疗、刺激和疏通心脏,创新应用包括Proteus Biomedical的革命性应用——植入式电极,它可以刺激心脏的不同空腔位置,使心跳同步或重新同步。 其核心技术在于利用芯片级封装技术将毫米级MEMS传感器和处理器封装系统放置在人体内部使用,并且可以持续多年,避免了在人体中需要使用更多的导管来刺激刺激。 传统方式。 心脏不同位置的方案。
依托MEMS技术的进步,全球医疗电子领域不断有创新的范例。 MEMS压力传感器已应用于义齿力学的研究。 利用MEMS电容式压力传感器的原理,设计了长x宽x高为2的传感器。 .2 mmx 1.8 mmx 0.6mm MEMS电容式压力传感器,然后采用分布式植入在义齿基托中的方法,可以精确测试义齿下粘膜和粘膜下方骨组织所承受的力和力的分布。 MEMS传感器结构稳定,测量稳定性好,线性度好,最小力分辨率0.1克,灵敏度高,可在-100℃至200℃温度范围内稳定工作,具有较宽的温度范围。 适用范围 可适用于口腔恶劣环境下的力测定。
此外,全球领先的高性能信号处理解决方案供应商Analog Devices, Inc. (ADI)近日宣布,ZOLL Medical Corporation已选择ADI的高性能iMEMS技术来打造其手掌大小的CPR(心脏复苏)设备 用于测量救援人员进行的胸部按压的速度和深度。 PocketCPR 设备使用 Analog Devices 的数字 iMEMS 加速计将 PocketCPR 运动转换为实时测量结果,从而准确读取 CPR 胸部按压的速率和深度。 这将帮助救援人员达到美国心脏协会 (AHA) 建议的胸外按压次数和频率。
与国外MEMS技术发展同步,我国已将MEMS纳入国家“十一五”科技发展规划和“863计划”。 国内也有医疗电子厂商已成功将MEMS应用于医疗设备; 例如,重庆金山科技有限公司采用MEMS技术设计的先进医疗电子设备“智能胶囊”已实现销售额过亿元。 智能胶囊的全称是“OMOM智能胶囊胃肠镜系统”。 它通过吞咽进入患者体内,拍摄一分钟或两秒的照片,并通过无线电传输图像。 在内部,通过成像工作站对患者进行诊断。
OMOM智能胶囊消化道内窥镜系统是集图像处理、信息通信、光电工程、生物医学等多学科技术于一体的典型MEMS高科技产品。 它由智能胶囊、图像记录仪、手持无线监护仪、图像分析处理软件等组成。 是金山科技集团研发的具有完全自主知识产权的新型无创、无痛消化道图像无线检测系统; 通过口服智能胶囊完成胃肠道影像检查; 它克服了传统推入式内窥镜镜面笨重、检查过程痛苦、不适合高龄、娇弱、危险患者的特点。 具有体积小、重量轻、检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感染、不影响受检者正常工作等优点。