MEMS
技術(shù)是一種將微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電子技術(shù)和微傳感器技術(shù)融合的先進(jìn)技術(shù)。在健康傳感器研發(fā)方面，其應(yīng)用日益廣泛。早期，MEMS
健康傳感器主要集中在簡單的生理參數(shù)測量，如心率監(jiān)測。傳統(tǒng)的心率監(jiān)測設(shè)備往往體積較大且不夠便捷，而基于 MEMS
技術(shù)的心率傳感器，通過微加工工藝，將微小的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子元件集成在一個芯片上。這些傳感器能夠精確地捕捉心臟跳動產(chǎn)生的微弱震動信號，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)對心率的實時監(jiān)測。這種芯片級的傳感器不僅體積小，而且功耗低，為可穿戴式健康監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，MEMS 健康傳感器的功能得到了極大拓展。例如在血糖監(jiān)測領(lǐng)域，研發(fā)人員利用 MEMS 技術(shù)，設(shè)計出能夠檢測人體汗液或組織間液中葡萄糖濃度的傳感器。其原理是基于微納結(jié)構(gòu)對特定生物分子的敏感響應(yīng)。這些微納結(jié)構(gòu)具有極高的比表面積，能夠與葡萄糖分子發(fā)生特異性的相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生可檢測的電信號變化。這種非侵入式或微創(chuàng)式的血糖監(jiān)測方式，相比傳統(tǒng)的針刺采血監(jiān)測，極大地提高了患者的舒適度和監(jiān)測的便利性。
在呼吸監(jiān)測方面，MEMS 技術(shù)也取得了顯著進(jìn)展。MEMS 氣體傳感器能夠?qū)舫鰵怏w中的多種成分進(jìn)行分析。人體呼出氣體中的某些揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的濃度變化與多種疾病相關(guān)。通過 MEMS 氣體傳感器陣列，可以高精度地檢測這些 VOCs 的濃度變化，進(jìn)而實現(xiàn)對呼吸系統(tǒng)疾病、甚至某些全身性疾病的早期篩查。
此外，在睡眠監(jiān)測領(lǐng)域，基于 MEMS 技術(shù)的傳感器可以集成到床墊或可穿戴設(shè)備中，監(jiān)測睡眠過程中的翻身次數(shù)、心率變化、呼吸頻率等多維度數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠準(zhǔn)確地評估睡眠質(zhì)量，并為睡眠障礙的診斷和治療提供科學(xué)依據(jù)。
然而，MEMS 健康傳感器的研發(fā)也面臨一些挑戰(zhàn)。例如，在長期植入式傳感器的研發(fā)中，如何確保生物相容性，避免人體對傳感器產(chǎn)生排異反應(yīng)是一個關(guān)鍵問題。同時，在提高傳感器的穩(wěn)定性和可靠性方面，還需要不斷優(yōu)化制造工藝和封裝技術(shù)。
盡管存在挑戰(zhàn)，但基于 MEMS 技術(shù)的健康傳感器研發(fā)進(jìn)展令人矚目。它有望在未來為人們提供更加全面、準(zhǔn)確、便捷的健康監(jiān)測服務(wù)，成為保障人類健康的重要技術(shù)手段。
