浅析微电子技术在医疗器械的应用

浅析微电子技术在医疗器械的应用

摘要：在现代高新技术的发展模式下，微电子技术做为信息革命的核心技术，

在社会各科学领域的应用越来越深入。微电子技术越来越多的应用到人们的生产

生活，尤其是在医疗设备上的应用更是跨越式发展。微电子技术的发展极大方便

了人们的生活，生物医学深入地应用微电子技术，使其得到快速发展，微电子技

术在医学中的应用主要是各类医疗器械应用的集成电路。尤其是随着集成电路集

成度的提高和超大规模集成电路的元件尺寸达到分子级，进入了分子电子学时代，用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片，它们具有辨识、采集、存储、

传导等功能更大大促进了现代医疗器械的发展。基于此生产的医疗器械必将成为

医疗行业发展重要推动力。

关键词：微电子技术;医疗器械；医疗设备

1 微电子技术概述

微电子技术是在电子电路和电子系统的超小型化及微型化过程中逐渐形成和

发展起来的，以集成电路为核心的电子技术。微电子技术有着与传统电子技术不

具备的强大优势：①微电子技术主要通过在股体内的围观电子运动来实现信息处理和信息加工；②微电子信号存底能够在极小的尺度下进行；③微电子技术可

以吧一个电子功能部件，甚至一个子系统集成在一个微信芯片上，使其集成性高，功能全面；④微电子技术的工作范围是固体的微米级绳子晶格级微区。

微电子技术是指以半导体集成电路为核心的技术。半导体集成电路在30多年的时间内，经历了小规模、中规模、大规模、超大规模时期。世界各国都把微电

子技术发展的水平作为一个国家现代化程度的重要标志。通常，大规模集成电路

发展的水平以动态随机存储器和静态随机存储器的集成度（每个集成电路封装的

元件数）为标志。从20世纪70年代1k位成功，至90年代64m位问世，期间经历了8代变革，集成度提高了64000倍。其中，砷化镓（gaas）集成电路获得更

大的发展。在集成电路发展中，光刻技术在微细加工技术中是最核心的一种工艺

技术。其中，同步辐射x射线曝光技术是一种最有希望的光刻技术。微电子技术

将进一步发展为纳米电子技术。

微电子技术的持续发展，对人们的生产领域和生活领域产生了直接性的重要

影响。晶体管的发明作为微电子技术发展的起点，经过多年的不懈努力和科技创新，现代化的微电子技术已经普遍应用在社会的各个领域，极大的改善人们的生

活水平。微电子技术既是科学发展的基础，又是时代发展的催化剂。

2微电子技术在医疗器械的应用

随着我国经济的不断发展，人民生活水平不断的提高，医疗保健的意思也逐

渐的增强，对于医疗器械产品的需求也在不断地攀升，再加上我国进入老龄化社会，我国政策对于医疗器械这个行业的支持，未来医疗器械产业的发展存在非常

宽广的发展空间。

2017年是国产医疗器械发展中里程碑式的一年。作为长期被GPS为代表的进

口品牌垄断的医疗器械行业，国产品牌达到了前所未有的市场占有率。一方面，

得益于近年来国产品牌在产品研发上的投入，某些国产医疗器械品牌在产品性能

和售后服务上，已赶超同类型的进口设备；另一方面，全社会对于支持国产医疗

器械发展的呼声不断高涨，国家政策的扶持，给予了民族品牌极大助力。

微电子技术由于其具有的高集成和微型化，使其在医疗器械上的应用具有无

与伦比的优势。一方面是其微型化，基于疾病的诊断和治疗中，无创或微创是病

人的迫切需求，由此产生微型医疗器械这一技术。另一方面是其精确化，微电子

技术和传感技术结合应用于生命医疗，使疾病诊断更精确清晰。

2.1微型医疗器械

现代科学技术的蓬勃发展为微型器械的发展创造了良好的条件,特别是计算机

技术和微电子技术的发展,使微型医疗器械有了飞跃性的发展,并让其在现代医疗

中占据重要地位。微型医疗器械可以用于治疗方面：内窥镜可以通过人体自带孔

径检查身体内部肠、胃、咽喉、支气管等部位，诊断直观明了，极大方便医生判

断病情；腹腔镜等可通过微创口直接进行胆囊切除、脾切除等。

2.2生物传感类器械

传感技术的应用极大地提高疾病治疗效率，许多以前不能检测或检测不准确

的疾病，通过应用传感技术的设备已经能做到精确诊疗。该项技术具有人工诊疗

所不具备的精确度高、效率好、操作便捷等优点。

用于糖尿病、神经中毒性疾病的数字震动感觉阈值检查仪，该设备可以在已

知外周感觉受体正常的情况下，可以判断感觉有髓纤维的功能，或在已知感觉有

髓纤正常的情况下，判断外周感觉受体的功能。糖尿病神经病变发病可以非常隐秘，早期很难发现，但是通过检测发现神经病变引起的早起感觉异常，可以做到

早发现早治疗，尽可能减少病人治疗周期，减少各种病人负担。

用于麻醉手术中的麻醉深度监测仪。该设备通过一篇贴在额头的传感器监测

脑电信号，处理得出代表麻醉深度的指数。该仪器测量麻醉药剂对大脑的影响，

改进麻醉药物滴定的方式，为每个病人提供适度的麻醉深度，，以避免出现麻醉

福欧倩（如术中意思回复）或麻醉过深（如延迟苏醒、术后萎靡等）的后果。

用于实时动态监控血糖的实时动态胰岛素泵。该设备依靠一个植入皮下的血

糖探头传感器，将收集到的血糖信息实时更新，并发送到系统，显示在屏幕上。

病人或医生可以根据实时数据调整胰岛素的用量，这样保证了快速、安全、精准

的血糖控制。使用该设备实时的检测病人胰岛素变化，帮助医生快速判断病人的

病情，减少病人不必要的痛苦。该设备，作为一个手持设备，各个部件高度集成

装卸简单，携带方便，给临床科室带来极大的便利。

用于胃肠道疾病诊断的可吸收传感器芯片。该传感器可以利用细菌诊断，使

用带有活细胞的传感器和超低耗电子设备，可以将细菌的反应转化为可被智能手

机读取的无线信号，该系统被称为“细菌芯片”。该细菌芯片有望做到既可以一次

性使用，也可以在消化道内停留数天或数周，同时发送连续的无线信号，为肠道

疾病患者的临床治疗提供有效帮助。

结论

随着科学技术的进一步发展，微电子技术的更新换代，必将给医疗设备带来

更有效的助力。根据摩尔定律:集成电路上可容纳的元器件数目，每隔18-24个月

便会增加一倍，性能也将提升一倍。换而言之，单位价值的集成路性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。微电子技术的快速发展，所带来的各项设备的升级，从

而使医疗设备的性能更好，价格更低。提高医院诊疗的效率，减少医院的设备成本，帮助帮人早日恢复健康，增加医院的社会效益和经济效益，促进医院的可持

续发展。

参考文献：

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[2]邓海刚,席宏扬,尤晓亮.浅谈微电子技术的应用和发展[J]. 电子制作. 2013(17)

[3]关于医疗器械维修管理的建议[J].高峰，李争.中国医疗器械信息.2017（01）