近年來(lái)，隨著(zhù)新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和醫療資源需求不斷增長(cháng)，智慧醫療市場(chǎng)需求不斷增加，市場(chǎng)規模迅速擴大，中國成為僅次于美國和日本的世界第三大智慧醫療市場(chǎng)。一系列新興技術(shù)和產(chǎn)品的應用，使得醫療工作者可以基于大量醫療感測元器件，特別是MEMS傳感器的整合利用，掌握患者的生理健康狀態(tài)，輔以精準的治療建議，得以為患者提供更加優(yōu)質(zhì)、智慧的醫療服務(wù)。
特別是自2020年新冠疫情在全球爆發(fā)以來(lái)，相關(guān)智能醫療設備需求激增。例如，無(wú)接觸測溫刺激了熱電堆和微熱輻射測定儀需求，核酸檢測拉動(dòng)了微流控產(chǎn)品的需求，呼吸機帶動(dòng)了壓力傳感器和流量計的需求等等。疫情期間熱成像類(lèi)MEMS（熱電堆和微熱輻射測定儀）和微流控得到了短期現象及的最大增長(cháng)點(diǎn)。因此，現代醫療設備必須依靠高性能傳感器技術(shù)以達到嚴苛的規格要求和市場(chǎng)規定，從而實(shí)現精確的監控、診斷和治療。
據賽迪顧問(wèn)發(fā)布的數據顯示，近幾年國內MEMS市場(chǎng)增長(cháng)幾乎每年保持在20%，即便是在疫情爆發(fā)的2020年，中國MEMS市場(chǎng)增速達23%，是GDP增速的10倍。其市場(chǎng)應用正處于快速增長(cháng)階段，預計2022年中國MEMS市場(chǎng)將會(huì )突破1000億，其中醫療類(lèi)MEMS傳感器產(chǎn)品將達到100億規模，占比約10%。
醫用MEMS傳感器是應用于醫學(xué)領(lǐng)域的一部分傳感器，是把人體的生理信息轉換成為與之有確定函數關(guān)系的電信息的變換裝置。它所拾取的信息是人體的生理信息，而它的輸出常以電信號來(lái)表現。
醫用傳感器技術(shù)有兩個(gè)發(fā)展方向：一個(gè)是傳感器本身的研究開(kāi)發(fā)，另一個(gè)是傳感器與計算機，信息技術(shù)相結合的系統研究開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，隨著(zhù)5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，醫用傳感器產(chǎn)品開(kāi)發(fā)則越來(lái)越熱，將MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)品化在醫療器械產(chǎn)品領(lǐng)域更是日益火爆?，F代醫用傳感器技術(shù)已經(jīng)擺脫了傳統醫用傳感器體積大，性能差等技術(shù)缺點(diǎn)，形成了智能化、微型化、多參數、可遙控和無(wú)創(chuàng )檢測等新的發(fā)展方向。
在醫學(xué)領(lǐng)域，傳感器種類(lèi)繁多，目的用途各異，基于不同的分類(lèi)基準，有不同的分類(lèi)。一般醫用傳感器的分類(lèi)如下：
按應用形式分為植入式傳感器、暫時(shí)植入體腔(或切口)式傳感器、體外傳感器、用于外部設備的傳感器；
按檢測種類(lèi)分為位移傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器、流量傳感器等；
按工作原理分為化學(xué)傳感器、物理傳感器、生物傳感器；
醫用MEMS傳感器是智慧醫療的核心，用途極其廣泛。在醫用產(chǎn)品化方面，最常見(jiàn)是超聲傳感器，用于醫用超聲波檢測。另外，從醫用設備呼吸機、血液分析儀、多參數監護儀、核磁共振儀、心腦電導聯(lián)系統、心血管系統裝置，到目前熱門(mén)的移動(dòng)互聯(lián)醫療、遠程醫療、人工智能AI醫療、手術(shù)機器人等，醫用MEMS 傳感器的身影無(wú)處不在。在智慧醫療的臨床實(shí)踐方面，醫用MEMS傳感器核心的價(jià)值在于數據采集，其次就是精確度高，大大降低了人工成本，并且有效降低了錯誤產(chǎn)生率，提高了疾病診斷的可靠性和精確性。
在眾多的醫療設備傳感器解決方案供應商中，北京智芯傳感科技有限公司是國內少有的可以自主研發(fā)出高精度、寬溫域、高可靠性的醫療級壓力傳感器芯片的廠(chǎng)家之一。公司生產(chǎn)的ZPX2系列制氧機用壓力傳感器、ZXP3系列表壓氣體壓力傳感器和ZXP8系列微壓差氣體壓力傳感器等產(chǎn)品，完全可以替代TE/SMI、NXP/Freescale、Honeywell等進(jìn)口高端傳感器，并且可以保證產(chǎn)能，性?xún)r(jià)比極高。
ZPX2系列制氧機用壓力傳感器集成封裝了調理電路和壓阻式MEMS壓力芯體，可以提供溫補后的高精度絕壓輸出信號，支持模擬輸出和數字12C輸出。采用惠斯通電橋原理，以MEMS工藝對傳感器進(jìn)行加工以提供極好的電阻精確度和一致性，并使用高精度的傳感器信號調理芯片，對MEMS傳感器的溫度線(xiàn)性度、零偏和靈敏度進(jìn)行了數字補償，在醫療器械設備領(lǐng)域已批量應用。
ZXP3系列表壓氣體壓力傳感器，其核心是MEMS壓阻式芯體和專(zhuān)用信號調理電路。信號調理電路包含一個(gè)24-bit的∑-ΔADC，可以輸出高精度的數字壓力信號。所輸出的數據都經(jīng)過(guò)充分的校準和溫度補償，標準的數字輸出更容易進(jìn)行系統集成，適用于大部分常用制氧機、暖通空調、家用電器和工業(yè)氣動(dòng)控制領(lǐng)域。
上述兩種傳感器通過(guò)對制氧機中吸附塔壓力進(jìn)行測量，當壓力越大時(shí)，吸附氨氣的量也就越多，供氧的濃度也越高。以便根據個(gè)人的實(shí)際情況作出相應的調節，確保充足供氧的同時(shí)避免浪費的產(chǎn)生。另外再配合壓力傳感器對患者是否有開(kāi)始吸氣進(jìn)行監測，以避免不吸氣時(shí)氧氣的浪費，有效的減少氧濃縮器的體積，使之更有效的運行，同時(shí)更小的體積意味著(zhù)更低的功耗和更好的便攜性。
而ZXP8系列微壓差氣體壓力傳感器在呼吸機中扮演者極為重要的角色，需要全程參與呼吸過(guò)程的氣流控制。將壓阻式MEMS壓力芯體和專(zhuān)用信號調理電路封裝在雙氣嘴結構的管殼內，降低環(huán)境對輸出的影響。信號調理電路包含一個(gè)24-bit的∑-0 ADC，可以輸出高精度的數字壓力信號。所輸出的數據都經(jīng)過(guò)充分的校準和溫度補償，標準的12C數字輸出更容易進(jìn)行系統集成。
它負責將物理值，例如氣道壓力和流量等轉換成差動(dòng)信號，并將測量值交給電路MCU準確做出吸氣和呼氣判斷。之后由MCU發(fā)出指令控制進(jìn)氣系統，增大或者減小管道壓強，使患者呼吸自然順暢，不會(huì )產(chǎn)生抵觸感。該傳感器生成的信號能幫助微處理器調節電機，從而調整或維持病人吸氣和呼氣所需的氣壓，使之與人體呼吸同步。
隨著(zhù)人們生活的日益改善，智慧醫療正滲入到千家萬(wàn)戶(hù)，對智慧醫療起到核心關(guān)鍵作用的醫用MEMS傳感器也將大有用武之地。北京智芯傳感科技有限公司研發(fā)的多款高精度醫療級壓力傳感器，不僅直接用于智慧醫療的設備，還可以用于一些與智慧醫療相關(guān)的可穿戴設備和電子產(chǎn)品中，時(shí)刻為人們享受智慧醫療所帶來(lái)的便捷、安全、高效提供保障。
