醫(yī)療電子和診斷設(shè)備為MEMS的應(yīng)用提供了更大的舞臺

      電子技術(shù)對醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)是有目共睹的，誰能設(shè)想現(xiàn)在的醫(yī)生看病不借助醫(yī)療電子設(shè)備是何種狀況？利用電子技術(shù)，延長或挽救人類生命讓電子工程師的使命感劇增；同時，能夠借助醫(yī)療行業(yè)為利潤日益薄弱的電子產(chǎn)品注入更多附加價(jià)值也是廠商們最為關(guān)切的。 

      由于對人體安全會產(chǎn)生直接或間接的影響，各國對醫(yī)療器械產(chǎn)品都設(shè)定了分類，全球協(xié)調(diào)工作組制定出的全球通用標(biāo)準(zhǔn)將醫(yī)療器械分為如下A、B、C、D 4級： 

      A級是指當(dāng)發(fā)生故障時，對人體產(chǎn)生的危害很低的產(chǎn)品，例如X光片、手術(shù)刀、鑷子等不銹鋼小型器具、手術(shù)用無紡紗布、醫(yī)用脫脂棉、手術(shù)臺、手術(shù)照明設(shè)備、口腔科專用器械、手術(shù)顯微鏡、家用急救繃帶等；

      B級是指危害較低的產(chǎn)品，例如血液分析儀、X射線診斷設(shè)備、醫(yī)用CT機(jī)、超聲診斷儀、磁共振成像設(shè)備(MRI)、電子體溫計(jì)、電子血壓計(jì)、電子聽診器、電磁血流量計(jì)、心率儀、心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)、肌電圖機(jī)、肺活量計(jì)、電子肺活量計(jì)、血氧儀、內(nèi)窺鏡、膠囊內(nèi)窺鏡、血細(xì)胞計(jì)數(shù)器、制氧機(jī)、紅外線治療儀、低頻醫(yī)療設(shè)備、微波治療儀、超聲波治療儀、家用電子按摩器、助聽器等；

      C是風(fēng)險(xiǎn)較高的產(chǎn)品，例如連續(xù)血糖檢測儀、透析器、人工心肺器血泵、人工呼吸器、植入式助聽器、心臟除顫器、體外心臟起搏器、輸液泵、自我檢測用血糖儀等。

      D是指植入式心臟起搏器、植入式除顫器、植入式注射器、植入式輔助人工心臟系統(tǒng)等高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品。 

      在這四級中，B、C、D級都需要涉及電子技術(shù)，而且很明顯，越高風(fēng)險(xiǎn)級別的產(chǎn)品對電子技術(shù)的要求更高，相應(yīng)的，不斷更新突破的電子技術(shù)帶動了這幾個領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。 

      精度更高、體積更小的醫(yī)學(xué)成像 

     結(jié)合了光學(xué)、電子、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)光電在B級醫(yī)療級設(shè)備中的應(yīng)用非常廣泛，范圍涵蓋了光學(xué)治療、醫(yī)學(xué)影像與生物感測，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括臨床醫(yī)學(xué)病變的早期診斷監(jiān)測，或是與光導(dǎo)引、激發(fā)相關(guān)的疾病治療。據(jù)估計(jì)，2010年度相關(guān)產(chǎn)品銷售額可望達(dá)到598億美元，占全球醫(yī)療器材的22%。 

      從具體產(chǎn)品來說，從X光、核磁共振(MRI)、正子斷層造影(PET)、CT、超聲波、放療、光動力療法、生理信號監(jiān)測、體外診斷乃至于生物芯片，都包含在生物醫(yī)學(xué)光電范疇中。這些應(yīng)用的前幾類成像技術(shù)是整體醫(yī)療科技市場中占有率最大的一個領(lǐng)域，發(fā)展的也較為成熟且競爭激烈，因?yàn)槭袌鲂枨笕笨谳^大，不僅知名的國際廠商和本土廠商競爭相當(dāng)激烈，更多的廠商還在不斷試圖進(jìn)入該領(lǐng)域。 

      不斷提升的分辨率和不斷減小的設(shè)備體積是醫(yī)療成像領(lǐng)域的兩大趨勢，新的系統(tǒng)級需求意味著模擬半導(dǎo)體制造商必須開發(fā)突破性的基礎(chǔ)IC，活躍的半導(dǎo)體廠商為此不斷推出自己的產(chǎn)品，例如TI針對超聲成像應(yīng)用的AFE58XX模擬前端系列、ADI針對CT應(yīng)用的ADAS1128、賽靈思和Altera等針對高分辨率圖像處理及高性能數(shù)據(jù)分析的FPGA，奧地利微電子針對DR和CT應(yīng)用的高精度放大器和傳感器。 

      除了借助光電的成像技術(shù)，創(chuàng)新的可吞服式內(nèi)窺鏡（又名膠囊式內(nèi)窺鏡）突破了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡的固有缺點(diǎn)，能有效的將人體內(nèi)的影像傳回外部。最新的膠囊式內(nèi)窺鏡技術(shù)將傳感器和電路放置在膠囊中段，當(dāng)患者吞下后膠囊便會在體內(nèi)360°轉(zhuǎn)動，加上電路內(nèi)含用于照明的LED，可有效地將體內(nèi)影像傳回外部裝置。不過該技術(shù)仍處于起步階段，未來的普及還需要成本及性能兩方面的改進(jìn)。 

      科幻小說般傳奇的植入技術(shù) 

      讓MEMS應(yīng)用火熱起來的是消費(fèi)電子，但醫(yī)療電子和診斷設(shè)備為MEMS的應(yīng)用提供了更大的舞臺。越來越多的應(yīng)用創(chuàng)意將MEMS技術(shù)與醫(yī)學(xué)完美的結(jié)合起來，從而造福人類。比如意法半導(dǎo)體為瑞士Sensimed AG公司設(shè)計(jì)的一款內(nèi)嵌無線MEMS傳感器的隱形眼鏡，利用一個嵌入式微型應(yīng)變計(jì)連續(xù)在一段時間內(nèi)（通常為24小時）監(jiān)測眼睛的曲率，此外該隱形眼鏡還內(nèi)嵌天線、微型專用處理電路和向接收器發(fā)送測量數(shù)據(jù)的射頻發(fā)射器。 

      在生化醫(yī)療的應(yīng)用中MEMS也得到實(shí)際的增長，在臨床醫(yī)療中利用傳感器和智能控制技術(shù)來進(jìn)行肺結(jié)核和心臟病的治療，實(shí)現(xiàn)心臟的剌激與疏通。創(chuàng)新應(yīng)用包括Proteus Biomedical公司的革命性應(yīng)用——植入式電極，它能剌激心臟內(nèi)不同腔體位置使它們進(jìn)行同步或再同步心跳的治療。其核心技術(shù)在于釆用芯片級封裝技術(shù)，將毫米級尺寸的MEMS傳感器和處理器封裝系統(tǒng)放在人體的內(nèi)部使用，而且可以維持好多年，避免了傳統(tǒng)的必須用更多的插入導(dǎo)管來剌激心臟的不同位置的方案。 

      植入技術(shù)像科幻小說一樣傳奇，屬于風(fēng)險(xiǎn)高的C、D類設(shè)備。目前的植入產(chǎn)品類別多為心臟病治療，而未來將著重在大腦方面，比如用電子神經(jīng)刺激設(shè)備治療從毒癮到癲癇、帕金森癥和憂郁癥等病癥。事實(shí)上，現(xiàn)階段全球約有三分之一的健康問題與神經(jīng)領(lǐng)域相關(guān)。大型心律調(diào)節(jié)器公司Medtronic已經(jīng)開發(fā)出用于治療帕金森等輕微疾病的設(shè)備，并且正在開發(fā)一系列神經(jīng)植入產(chǎn)品。 

       依賴電子技術(shù)的進(jìn)步，全球在醫(yī)療電子領(lǐng)域都不斷有創(chuàng)新的例子出現(xiàn)，未來醫(yī)學(xué)與電子學(xué)必將更緊密的結(jié)合，進(jìn)而創(chuàng)造出更強(qiáng)大更有創(chuàng)新的醫(yī)療設(shè)備。