MEMS在电子医疗设备中大放异彩，制造及测试技术仍需突破

在电子医疗器械领域，MEMS传感器正被用于不同功能的医疗设备。虽然MEMS技术仍存在瑕疵，如制造成本较高，精度不够……但是这些问题都会随着制造及MEMS测试技术的进步而改善。可以预见，MEMS将有效提升人类医学的认知水平，对疾病研究、药物开发、手术等方面有着巨大的推动作用。今天SPEA将为大家介绍MEMS传感器在医疗器械中的主要应用。

 

1. 生命体征监测仪器

生命体征监测设备是MEMS传感器的主要应用之一。此外可穿戴设备作为电子信息和医疗健康领域结合的新型生命体征监测仪器，正在快速发展。很多手环和智能手表都集成MEMS传感器，可以监控心跳、呼吸、血压等健康特征。这些产品甚至获得了国家药品监督管理局的医疗器械批准,可以方便使用者随时进行心电图检测,并提供心脏疾病的早期预警。

 

1. 心血管疾病治疗器械

心血管疾病人类健康的头号杀手。这类疾病隐蔽性强，往往需要专业的医生结合听诊器或特殊设备才能发现。基于MEMS 传感器制作的心音监测设备可以有效解决传统听诊器的弊端，使用MEMS 麦克风并结合分类算法实现了对心音的捕捉和分析,并在显示器上提供详细的分析报告,用于辅助医生诊断心血管疾病。此外小巧的MEMS传感器在心脏起搏器上应用具有巨大优势。

 

1. 仿生耳蜗

MEMS传感器仿生工耳蜗的关键构成之一，人工耳蜗有几个共同的外部构件，他们组合起来完成声音的收集、分析、处理，以及向内部构件传递信息。外部构件包括MEMS麦克风、连接导线、言语处理器和发射线圈。使用MEMS 电容传感器制作的耳蜗，具有较高的灵敏度和频率带宽。MEMS 技术制作的人工耳蜗电极,具有较好的稳定性和优异的电化学性能。

4、微创手术机械

微创手术机械是西现代医学进步的主要标志，正式MEMS技术手术机械中的应用有效促进了微创手术普及。MEMS磁传感器制作了一种位置追踪系统,可以实时跟踪器官的形状和血管的位置,可用于腹腔镜手术中器官和血管位置的导航定位，大大提升手术精准度。

 

医疗设备小型化，精细化需求仍在持续增长 ，这对MEMS传感器的灵敏度及关键性能参数提出了更高要求。当前，大部分MEMS测试技术仍然停留在后端测量，暂无法覆盖到MEMS器件的设计与生产环节，对于MEMS传感器制造商及MEMS测试服务商来说机遇与挑战并存。

 

全世界有能力生产、设计MEMS传感器的厂家寥寥无几，而能够做到快速高效检测的ATE设备厂商也是屈指可数。MEMS传感器制造和测试的难点主要集中再以下几方面：

 

1、医疗器械中MEMS器件封装精度要求较高

MEMS从中文名字叫微机电系统，微小精密是其特色也是难点。MEMS系统包含特殊的信号界面、外壳、内腔等结构，在MEMS器件与功能性基板键合过程中增加了拾取和放置时的位置及角度控制难度。

 

2、MEMS原材料脆弱，对于定位精度和键合力度要苛刻

MEMS器件的机械强度远远小于IC芯片，如微惯性传感器、微陀螺仪等，通常含有腔体或悬臂等机械部分，这些结构由于尺寸微小，再制造过程中很容易因物理接触和暴露而被损。此外MEMS器件对于精准的定位精度和键合力度要求也有着苛刻的要求。

 

3、医疗器械灵敏度要求高，测试难度大

电子医疗仪器，需要实时、准确地监测人体各种压力指标的变化能对诊断和治疗起到非常积极的作用。MEMS器件的检测电路极其复杂；与被测的微小电容相比，杂散电容一般要高很多，并且杂散电容会随诸多因素而变化，当干扰信号大于被测量的信号时，很难获取准确的结果。

总而言之，mems传感器的功耗、尺寸以及精度是目前乃至未来最主要的挑战。科技进步造福人类，本期有关MEMS技术在医疗领域的应用就介绍到这儿。更多MEMS测试相关内容请关注下期分享。