機遇與挑戰：

• MEMS在醫療電子應用十分具有吸引力
• 越來越多的成功應用

市場數據：

• 未來5年MEMS醫療器件銷售額年均增加率約21%

如今，微機電係統（Micro ElectroMechanical Systems，簡稱MEMS）技術在醫療電子領域的應用如火如荼，並在醫療電子應用領域獲得了充足的技術演進動力。谘詢機構A. M. Fitzgerald & Associates公司認為
，MEMS在醫療電子方麵的應用十分有吸引力，可用於微流體係統
、微型胰島素泵
、動脈瘤壓力傳感器、微型內窺鏡係統等微型器件的設計製造

；也可在視網膜修補等應用中發揮作用 同樣In-Stat也認為，當全球人口老齡化趨勢日趨明顯的今天，MEMS技術已為糖尿病
、心血管等疾病保健問題，提供十分有效的解決方案。

MEMS是受微電子技術啟發並在其基礎上發展起來的
，是微電子加工技術和多種微機械加工技術相融合而形成的微型係統。完整的MEMS是由感知外界信息(力
、熱、光、生
、磁
、化等)的微傳感器

、控製對象的微執行器、信號處理和控製電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件係統。MEMS具有集成電路係統的許多優點
，如微型化
、以矽為主要材料，機械電氣性能優良、可批量生產、集成化等，同時又集約了機械、材料、信息與自動控製、物理

、化學和生物等多種學科發展的尖端成果，具有多學科交叉，多技術融合的特點。

在醫療電子應用領域，MEMS技術的目標是把信息的獲取、處(chu)理(li)和(he)執(zhi)行(xing)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)起(qi)，組(zu)成(cheng)具(ju)有(you)多(duo)功(gong)能(neng)的(de)微(wei)型(xing)係(xi)統(tong)
，這(zhe)樣(yang)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)成(cheng)本(ben)，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)大(da)尺(chi)寸(cun)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)所(suo)不(bu)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)任(ren)務(wu)，也(ye)可(ke)以(yi)嵌(qian)入(ru)大(da)尺(chi)寸(cun)係(xi)統(tong)中(zhong)，從(cong)而(er)大(da)幅(fu)度(du)地(di)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)、智能化和可靠性水平。MEMS技術開辟了一個全新醫療電子產業。

大多數業內觀察家預測
，未來5年MEMS醫療器件的銷售額將呈迅速增長之勢，年平均增加率約為21%，因此對醫療電子產業的發展提供了極好的機遇。

解決醫療電子發展難題
美國食品與藥物管理局(FDA)指zhi出chu，在zai醫yi療liao電dian子zi產chan業ye中zhong，家jia庭ting衛wei生sheng保bao健jian是shi發fa展zhan最zui快kuai的de領ling域yu。受shou到dao人ren類lei平ping均jun壽shou命ming延yan長chang

，慢man性xing病bing患huan者zhe越yue來lai越yue多duo以yi及ji保bao健jian成cheng本ben越yue來lai越yue高gao等deng原yuan因yin的de推tui動dong，越yue來lai越yue多duo更geng“智能”、“友好”的醫療保健產品正在進入家庭消費市場。

這些醫療保健產品包括：血糖儀、數字血壓計、血氣分析儀、數字脈搏和心率監視器、數字溫度計
、懷孕測試儀、透皮給藥係統、透析係統和氧濃縮器等，其中許多醫療電子產品使用的技術越來越複雜，為了確保包括醫護人員、病bing患huan本ben人ren以yi及ji最zui重zhong要yao的de家jia庭ting用yong戶hu在zai內nei的de每mei個ge人ren都dou能neng安an全quan有you效xiao地di使shi用yong這zhe些xie產chan品pin，對dui這zhe些xie產chan品pin的de設she計ji要yao求qiu越yue來lai越yue高gao，並bing且qie其qi中zhong許xu多duo要yao求qiu可ke能neng存cun在zai衝chong突tu。對dui於yu設she計ji師shi來lai說shuo，所suo有you這zhe一yi切qie則ze意yi味wei著zhe要yao在zai給gei定ding空kong間jian上shang實shi現xian更geng多duo的de功gong能neng，同tong時shi盡jin可ke能neng低di地di降jiang低di功gong率lv。

在選擇用於家庭保健電子產品的解決方案時
，設計師麵臨的最大的問題是如何合理地平衡各方麵問題
，如小尺寸、低功率、低成本、高可靠性
、changshouminghegaoanquanxingdeng。tongshi，yiliaodianzishebeimianlindelingwaiyigezhangaishiruheshixianyuangaoyufeiyiliaodianzishebeisuoyaoqiudemifengxing
，erquanmianweixinghuashidemifengxinggengnanshixian。

對(dui)醫(yi)生(sheng)等(deng)專(zhuan)業(ye)人(ren)士(shi)來(lai)說(shuo)操(cao)作(zuo)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)是(shi)得(de)心(xin)應(ying)手(shou)的(de)事(shi)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)培(pei)訓(xun)過(guo)這(zhe)些(xie)儀(yi)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)。而(er)對(dui)家(jia)庭(ting)病(bing)人(ren)來(lai)說(shuo)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)極(ji)其(qi)重(zhong)要(yao)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)，先(xian)進(jin)的(de)微(wei)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)(MEMS)傳感器都有助於實現這個目標。

“我們歡迎這些看起來似乎矛盾的要求，因為它們給我們提供了創新的機會。”意法半導體MEMS
、傳感器和高性能模擬產品部總經理Benedetto Vigna表示

，“我們進入醫療電子行業已經多年了，因此非常理解這些設備所麵臨的技術挑戰。”意法半導體越來越多的應用創意將MEMS技術與醫學完美的結合起來，造福人類。比如意法半導體為瑞士Sensimed AG公司設計的一款內嵌無線MEMS傳感器的隱形眼鏡，利用一個嵌入式微型應變計連續在一段時間內（通常為24小時）監測眼睛的曲率，此外該隱形眼鏡還內嵌天線
、微型專用處理電路和向接收器發送測量數據的射頻發射器。

Sensimed創新的解決方案由兩個部件組成：智能隱形眼鏡和配戴在病患頸部的小接收器。除應變計外，隱形鏡片還內嵌天線
、微(wei)型(xing)專(zhuan)用(yong)處(chu)理(li)電(dian)路(lu)和(he)向(xiang)接(jie)收(shou)器(qi)發(fa)送(song)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)射(she)頻(pin)發(fa)射(she)器(qi)。隱(yin)形(xing)眼(yan)鏡(jing)的(de)電(dian)能(neng)來(lai)自(zi)收(shou)到(dao)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)
，因(yin)此(ci)無(wu)需(xu)連(lian)接(jie)電(dian)池(chi)。內(nei)嵌(qian)組(zu)件(jian)在(zai)鏡(jing)片(pian)上(shang)的(de)布(bu)局(ju)巧(qiao)妙(miao)，不(bu)會(hui)幹(gan)擾(rao)病(bing)患(huan)的(de)視(shi)野(ye)。隱(yin)形(xing)鏡(jing)片(pian)由(you)眼(yan)科(ke)醫(yi)生(sheng)給(gei)病(bing)患(huan)裝(zhuang)配(pei)，當(dang)病(bing)患(huan)次(ci)日(ri)複(fu)診(zhen)時(shi)，眼(yan)科(ke)醫(yi)生(sheng)卸(xie)下(xia)眼(yan)鏡(jing)和(he)接(jie)收(shou)器(qi)

，即(ji)可(ke)讀(du)出(chu)在(zai)過(guo)去(qu)24小時內記錄的完整的IOP變化數據。

Sensimed首席執行官Jean-Marc Wismer表示：“試用證明我們獨特的平台為青光眼治療帶來巨大好處，下一步是在選定的地區向更多的醫療中心推廣這個產品。意法半導體在高精度MEMS傳感器研製方麵業績斐然，又已經具備與創新型合作夥伴合作的完整能力，自然是關鍵階段的首選合作夥伴。”

SENSIMED Triggerfish已取得CE標誌, 目前正在進行大規模試用，而且在指定醫療中心已有產品供商業銷售。“這個設備簡單易用
，可以極大地簡化並改進病人護理方式。”在瑞士日內瓦大學醫院試用Triggerfish的 Kaweh Mansouri博士表示。

意法半導體工程師正在與Sensimed合作，把這項突破性的技術轉化成可靠的量產MEMS商品。意法半導體預計2010年第二季度完成MEMS傳感器的開發設計，2010年第三季度投入量產。須經過相關法規的批準，才能向試用中心之外的其他醫生和病患推廣。Sensimed和意法半導體預計從2010年第三季度起，在歐洲各國推出，並於2011年底進軍美國市場。

意法半導體MEMS
、傳感器和高性能模擬產品部總經理Benedetto Vigna表示：“意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)特(te)別(bie)專(zhuan)注(zhu)為(wei)診(zhen)斷(duan)和(he)其(qi)它(ta)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)研(yan)製(zhi)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)，這(zhe)款(kuan)人(ren)體(ti)配(pei)戴(dai)的(de)自(zi)供(gong)電(dian)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)於(yu)創(chuang)新(xin)的(de)產(chan)品(pin)
，有(you)望(wang)救(jiu)治(zhi)數(shu)百(bai)萬(wan)潛(qian)在(zai)的(de)以(yi)及(ji)現(xian)有(you)的(de)青(qing)光(guang)眼(yan)病(bing)患(huan)群(qun)體(ti)。Sensimed富fu有you創chuang新xin力li的de應ying用yong完wan美mei地di證zheng明ming意yi法fa半ban導dao體ti如ru何he與yu保bao健jian專zhuan家jia合he作zuo，融rong合he兩liang種zhong完wan全quan不bu同tong的de學xue科ke和he技ji能neng
，利li用yong我wo們men的de製zhi造zao基ji礎chu設she施shi，提ti高gao人ren民min的de健jian康kang水shui平ping和he福fu祉zhi。”

越來越多的成功應用
發展到今天，MEMS已yi從cong實shi驗yan室shi走zou向xiang市shi場chang，在zai醫yi療liao電dian子zi領ling域yu的de應ying用yong日ri益yi普pu遍bian，其qi產chan品pin不bu僅jin開kai拓tuo了le極ji為wei廣guang泛fan的de應ying用yong領ling域yu且qie具ju有you十shi分fen強qiang大da的de市shi場chang競jing爭zheng力li，醫yi療liao電dian子zi和he診zhen斷duan設she備bei為weiMEMS的應用提供了更大的舞台。

除了上述的意法半導體為瑞士Sensimed AG公司設計的MEMS隱形眼鏡成功案例之外，在生化醫療的應用中MEMS也在不斷增長，在臨床醫療中利用傳感器和智能控製技術來進行肺結核和心髒病的治療
，實現心髒的剌激與疏通
，創新應用包括Proteus Biomedical公司的革命性應用——植zhi入ru式shi電dian極ji，它ta能neng剌la激ji心xin髒zang內nei不bu同tong腔qiang體ti位wei置zhi使shi它ta們men進jin行xing同tong步bu或huo再zai同tong步bu心xin跳tiao的de治zhi療liao。其qi核he心xin技ji術shu在zai於yu釆釆用yong芯xin片pian級ji封feng裝zhuang技ji術shu，將jiang毫hao米mi級ji尺chi寸cun的deMEMS傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)處(chu)理(li)器(qi)封(feng)裝(zhuang)係(xi)統(tong)放(fang)在(zai)人(ren)體(ti)的(de)內(nei)部(bu)使(shi)用(yong)，而(er)且(qie)可(ke)以(yi)維(wei)持(chi)好(hao)多(duo)年(nian)，避(bi)免(mian)了(le)傳(chuan)統(tong)的(de)必(bi)須(xu)用(yong)更(geng)多(duo)的(de)插(cha)入(ru)導(dao)管(guan)來(lai)剌(la)激(ji)心(xin)髒(zang)的(de)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)的(de)方(fang)案(an)。

依賴MEMS技術的進步，全球在醫療電子領域都不斷有創新的例子出現

，MEMS壓力傳感器在義齒力學研究中的得到應用，采用MEMS電容式壓力傳感器的原理，設計了一個長x寬x高為2．2 mmx 1．8 mmx 0．6mm的MEMS電(dian)容(rong)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，再(zai)采(cai)用(yong)分(fen)布(bu)式(shi)埋(mai)植(zhi)入(ru)義(yi)齒(chi)基(ji)托(tuo)內(nei)的(de)方(fang)法(fa)，能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)測(ce)試(shi)出(chu)義(yi)齒(chi)下(xia)方(fang)粘(zhan)膜(mo)及(ji)粘(zhan)膜(mo)下(xia)方(fang)的(de)骨(gu)組(zu)織(zhi)所(suo)承(cheng)受(shou)的(de)力(li)和(he)力(li)的(de)分(fen)布(bu)。該(gai)MEMS傳感器結構穩定
，測量穩定性好，具有良好的線性度，力的最小分辨率為0．1克，靈敏度高，能夠在一100℃～200℃ 的溫度範圍內穩定工作，具有寬的溫度適用範圍，能夠適用於口腔的惡劣環境下作用力的測定。

另外
，Analog Devices, Inc.(ADI)全球領先的高性能信號處理解決方案供應商，最近宣布 ZOLL Medical CorporaTIon選用 ADI 的高性能iMEMS技術來構建其掌上型 CPR（心髒複蘇）設備，用於測量救援人員施行的胸外按壓的速率和深度。PocketCPR設備使用 ADI 公司的數字 iMEMS 加速度計將 PocketCPR 的運動轉換為實時測量數據，以便精確讀取 CPR 胸外按壓的速率和深度。這將有助於救援人員獲得美國心髒協會 (AHA) 所推薦的胸外按壓力量和頻率。

和國外MEMS技術發展同步，中國已將MEMS納入國家“十一五”科技發展規劃和“863計劃”，國內也有醫療電子廠商
，將MEMS成功應用於醫療設備中，；例如重慶金山科技公司一款利用MEMS技術設計的先進醫療電子設備“智能膠囊”，已實現銷售額過億元。該智能膠囊全名為“OMOM智能膠囊消化道內窺鏡係統”
，通過吞服進入到病人體內
，用一分鍾或者兩秒鍾時間拍照
，通過無線電將圖像發射出來，醫生在檢查之後的8個小時之內，通過影像工作站對病人進行診斷。

OMOM智能膠囊消化道內窺鏡係統是集圖像處理、信息通訊、光電工程、生物醫學等多學科技術為一體的典型的MEMS高科技產品，由智能膠囊、圖像記錄儀
、手持無線監視儀
、影像分析處理軟件等組成，是金山科技集團研製的擁有完全自主知識產權的一種新型無創無痛的消化道影像無線檢測係統
；通過口服智能膠囊完成胃腸道影像檢查
；克服了傳統的推進式內窺鏡體積大，檢測過程痛苦，不適用於老年、纖弱和危險病人等缺陷；具有體積小、重量輕、檢查方便、無創傷
、無痛苦、無交叉感染、不影響受檢者正常工作等優點。

當然，作為新興技術

，MEMS在醫療電子領域的應用有待進一步挖掘，針對MEMS材料、設計
、製造、檢測
、工藝、裝備與係統集成等關鍵技術
，建立MEMS醫療電子研發體係和產業化基地，圍繞醫療電子開發出若幹小批量、多品種
、高質量MEMS器件及微係統
，推動MEMS的de可ke持chi續xu發fa展zhan和he未wei來lai產chan業ye化hua的de形xing成cheng打da下xia良liang好hao的de基ji礎chu。醫yi療liao電dian子zi市shi場chang是shi一yi個ge穩wen定ding的de市shi場chang，它ta不bu像xiang消xiao費fei電dian子zi產chan品pin那na樣yang容rong易yi形xing成cheng泡pao沫mo並bing快kuai速su破po滅mie
，雖sui然ran該gai產chan業ye的de投tou資zi回hui報bao期qi較jiao長chang
，但dan它ta可ke能neng為weiMEMS技術開拓者提供比其他商業領域更穩定和更持久的回報。