MEMS在電子醫(yī)療設(shè)備中用途廣泛，制造及測試技術(shù)仍需突破

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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……但是這些問題都會隨著制造及MEMS測試技術(shù)的進步而改善。可以預(yù)見，MEMS將有效提升人類醫(yī)學(xué)的認知水平，對疾病研究、藥物開發(fā)、手術(shù)等方面有著巨大的推動作用。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)測儀器

生命體征監(jiān)測設(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)品甚至獲得了國家藥品監(jiān)督管理局的醫(yī)療器械批準,可以方便使用者隨時進行心電圖檢測,并提供心臟疾病的早期預(yù)警。

2、心血管疾病治療器械

心血管疾病人類健康的頭號殺手。這類疾病隱蔽性強，往往需要專業(yè)的醫(yī)生結(jié)合聽診器或特殊設(shè)備才能發(fā)現(xiàn)。基于MEMS 傳感器制作的心音監(jiān)測設(shè)備可以有效解決傳統(tǒng)聽診器的弊端，使用MEMS 麥克風(fēng)并結(jié)合分類算法實現(xiàn)了對心音的捕捉和分析,并在顯示器上提供詳細的分析報告,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。

3、仿生耳蝸

MEMS傳感器仿生工耳蝸的關(guān)鍵構(gòu)成之一，人工耳蝸有幾個共同的外部構(gòu)件，他們組合起來完成聲音的收集、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)機械

微創(chuàng)手術(shù)機械是西現(xiàn)代醫(yī)學(xué)進步的主要標志，正式MEMS技術(shù)手術(shù)機械中的應(yīng)用有效促進了微創(chuàng)手術(shù)普及。MEMS磁傳感器制作了一種位置追蹤系統(tǒng),可以實時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)精準度。

醫(yī)療設(shè)備小型化，精細化需求仍在持續(xù)增長，這對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測試技術(shù)仍然停留在后端測量，暫無法覆蓋到MEMS器件的設(shè)計與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對于MEMS傳感器制造商及MEMS測試服務(wù)商來說機遇與挑戰(zhàn)并存。

全世界有能力生產(chǎn)、設(shè)計MEMS傳感器的廠家寥寥無幾，而能夠做到快速高效檢測的ATE設(shè)備廠商也是屈指可數(shù)。MEMS傳感器制造和測試的難點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從中文名字叫微機電系統(tǒng)，微小精密是其特色也是難點。MEMS系統(tǒng)包含特殊的信號界面、外殼、內(nèi)腔等結(jié)構(gòu)，在MEMS器件與功能性基板鍵合過程中增加了拾取和放置時的位置及角度控制難度。

2、MEMS原材料脆弱，對于定位精度和鍵合力度要苛刻

MEMS器件的機械強度遠遠小于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械部分，這些結(jié)構(gòu)由于尺寸微小，再制造過程中很容易因物理接觸和暴露而被損。此外MEMS器件對于精準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，測試難度大

電子醫(yī)療儀器，需要實時、準確地監(jiān)測人體各種壓力指標的變化能對診斷和治療起到非常積極的作用。MEMS器件的檢測電路極其復(fù)雜；與被測的微小電容相比，雜散電容一般要高很多，并且雜散電容會隨諸多因素而變化，當(dāng)干擾信號大于被測量的信號時，很難獲取準確的結(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最主要的挑戰(zhàn)。科技進步造福人類，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測試相關(guān)內(nèi)容請關(guān)注SPEA下期分享。