隨著全球醫(yī)療保健費用飛漲，加之人口老齡化，促使病患家庭與醫(yī)療服務水平低下及偏遠地區(qū)對便攜式醫(yī)療診斷設備和治療的需求大幅上升。據(jù)最近的一份行業(yè)報告 （家庭醫(yī)療保健市場現(xiàn)有發(fā)展趨勢、機會 &直至2016年全球預測） 指出，針對病患家居醫(yī)療保健需求 （包括呼吸治療、家庭輸液治療、慢性醫(yī)療病患的康復服務和監(jiān)控） 的新設備和市場正蓬勃發(fā)展。除了預期到2016年家庭醫(yī)療保健市場的年平均增長率達到7.7%之外，這份報告還指出：

　　最近觀察到的最重要的醫(yī)療保健發(fā)展趨勢是從醫(yī)院轉入家庭來進行治療，以獲得成本優(yōu)勢并減少醫(yī)院支出。另外，從治療轉向主動監(jiān)測也為家庭醫(yī)療保健市場創(chuàng)造了新的機遇。由于便利性和高成本效益的緣故，病患寧愿在家居進行醫(yī)療保健而不住醫(yī)。

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圖1 和圖2 病患監(jiān)視器正逐漸從醫(yī)院病床設備轉移至成為家居保健或連網(wǎng)系統(tǒng)，微型互連I/O解決方案及創(chuàng)新能力，正好配合遠程保健應用要求更小、更輕及集成解決方案的趨勢。

　　隨著醫(yī)療保健供應商和病患推動著這些轉變，領先的電子產品創(chuàng)新廠商正在應對技術挑戰(zhàn)，將傳統(tǒng)上用于醫(yī)生辦公室、診所和醫(yī)院設置的設備和儀器轉變進入病患家庭。在這些挑戰(zhàn)中，針對這類醫(yī)療設備的病患使用便利性、體積、性能和耐用性而言，電源管理扮演著重要的角色。因此，對于進行系統(tǒng)級折衷權衡的工程師來說，重要的是在設計周期中盡早做出電源管理決定。

　　電源連接器行業(yè)逐步推出新的極小的低側高連接器，在智能手機行業(yè)進行創(chuàng)新，以滿足醫(yī)療儀器和設備對改進便攜性和小型化不斷增長的需求，微機電系統(tǒng) （Micro-Electrical Mechanical System， MEMS） 是一種創(chuàng)新方法，結合電氣和機械組件來提供具有前所未有的微小尺寸的系統(tǒng)，而這種方法已經成為了蓬勃發(fā)展的醫(yī)療保健市場中小型、便攜設計的重要首選技術。MEMS技術可以用于生物醫(yī)學應用，比如外科手術工具、給藥及生物傳感器，以及診斷和其它體外應用。

　　在現(xiàn)有的設計中，MEMS連接器是其它較大型連接器的兼容替代產品，MEMS技術在電源連接中提供了超低側高解決方案和高性能。MEMS微互連方法在現(xiàn)實世界擁有成功的應用和客戶表現(xiàn)記錄，對于滿足醫(yī)療保健需求的較小的微型產品的需求的設計工程師，提供了功能強大的可行的工具。

　　MEMS在醫(yī)療應用中的優(yōu)勢

　　MEMS I/O連接器適用于要求產品或系統(tǒng)小型化的任何市場，包括消費產品、移動和醫(yī)療應用。這項技術已經在醫(yī)學領域做出了突出貢獻，用于提升病患照料和安全，特別用于微創(chuàng)手術領域，需要頻繁血液和尿液檢測和監(jiān)測的病患，以及那些通過傳感器補丁（sensored patches）接受藥物的病患。

　　在醫(yī)療儀器和設備中使用MEMS I/O技術具有多種優(yōu)勢，提供了可靠、靈活的插座式接口，MEMS I/O比眾多傳統(tǒng)連接器更為堅固。MEMS I/O技術具有零高度，因而是用于采用電子控制方式以設定間隔精確給藥應用的理想技術，低功耗MEMS I/O意味著在便攜監(jiān)測或其它設備中實現(xiàn)更好的讀數(shù)一致性和較少的電池更換。在創(chuàng)傷性治療步驟中，MEMS I/O能夠實現(xiàn)較小的儀器占位面積，從而減少病患的疼痛體驗。

　　MEMS I/O連接器在醫(yī)療電池連接器、相機模塊，以及片狀連接器I/O應用，比如用于小外形、高密度超聲波連接器的傳感器的連接器產品中，具有公認的獨特創(chuàng)新。超聲波技術是擁有很大病患需求的領域，是主要的保健設備制造商關注的焦點。由于體積和其它限制，造成現(xiàn)有的超聲波機器在世界許多地區(qū)的使用不切實際。發(fā)展中國家和新興國家可從更多MEMS-based微產品的涌現(xiàn)中獲益，實現(xiàn)較小型的便攜式超聲波設備，用于偏遠地區(qū)。

　　醫(yī)療傳感器市場為MEMS提供了巨大的應用潛力，包括更新傳感器、化學傳感器、流量傳感器和位置傳感器。今天，在美國市場大約有70%的化學傳感器用于醫(yī)療保健。由于肥胖癥不斷增加，以及糖尿病發(fā)病率一直上升，低側高形式MEMS供電連接器是移動便攜血糖監(jiān)測市場的理想選擇。在家庭和體制醫(yī)療保健中，任何儀器或設備問題有可能將病患置于風險之中。MEMS I/O技術提供穩(wěn)定的插座式“拉撥和鎖定”連接，適用于手持式病患血糖和其它一次性監(jiān)測產品。

　　
圖3 MEMS I/O 連接器經驗證，特別適合在醫(yī)療電池連接器、相機模塊等要求小尺寸和高密度的連接器

　　便攜式血糖監(jiān)測儀器使用標準的微型I/O來連接兩個電路板，具有大約0.7 mm的側高。使用MEMS技術，同樣的連接器側高可以減小至僅僅0.15 mm。MEMS連接是一個前所未有的微小層，看起來幾乎是一個平面，與糖尿病測試帶的厚度不同。MEMS連接器通常稱作“零高度”連接器，提供了滿足醫(yī)療保健需求的微小型電源組解決方案，并且將可靠的監(jiān)測工具置于病患手中。

　　對于高阻抗限制電纜解決方案，MEMS I/O技術有助于緩減風險，可以與高速銅纜或任何柔性基板共享。有些醫(yī)療產品制造商使用具有微小連接的銅纜，用于實際監(jiān)測。如果制造商沒有使用MEMS，則通常采用ACF粘接，將跳線直接焊接到銅纜上。微型相機模塊最初用于移動手機，但是適用于醫(yī)療設備，微型相機模塊通常是直接焊接 — 并永久安裝 — 在柔性電纜PCB的跳線上。使用這種設計理念，如果相機模塊損壞或需要維修，銅纜可能成為昂貴的跳線，所以更常見的“方法”是斷開并替換整個柔性電纜。

　　然而，MEMS I/O技術可以將微型相機直接插接在柔性電纜上，而不會產生較高的側高，并且可以輕易斷開和維修，而無需整體替換電纜。通過與具視頻功能的相機或micro IDT共享，MEMS I/O可以將一個HD視頻顯示器連接到主電路板上，用于內窺鏡和其它創(chuàng)傷性醫(yī)療步驟的高速視頻流。傳統(tǒng)的內窺鏡用于診斷胃腸結腸癌和其它異物，需要使病患處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)，而且僅可查看到小腸的一部分。具有MEMS功能的內窺鏡則可以全面檢查小腸，而無需鎮(zhèn)靜步驟，實現(xiàn)數(shù)字圖像，一個發(fā)送器，甚至一個光源。

　　MEMS的制造優(yōu)勢

　　MEMS器件制造工藝是用于半導體制造的相同工藝的自然演進，需要采用光刻和蝕刻步驟，進行材料層的沉積，生成所需的電路和組件，比如電源連接器。設計用于醫(yī)療設備的標準電源連接器通常由具有壓制成型端子和觸點的模塑塑料組成，因而具有相對較大的整體占位面積。

　　相反地，MEMS技術基本包括掩模、抓取、電鍍、印刷和層壓，最終獲得極低側高觸點層，MEMS I/O系統(tǒng)通常在極薄的金屬層上進行蝕刻和鉆孔，以創(chuàng)建類似三明治的絕緣電氣連接。金屬層可以薄至150μm （0.15 mm）。MEMS的優(yōu)勢在于制造商能夠生產顯著減小的低功耗連接器，提供超越較大型競爭組件的更高性能。此外，MEMS制造工藝縮短了傳統(tǒng)連接器制造注塑模具和沖壓端子的上市時間并減少了成本。

　　MEMS I/O技術采用外形尺寸較小的片狀連接器，在微小型產品中集成了高速連接器的高密度和高速功能和電纜連接，從而消除了EMI干擾。MEMS I/O連接器具有與標準微小型連接器相同的額定插配循環(huán)數(shù)目，通常為15-30插配-解插配循環(huán)，但是，某些型款可以達到數(shù)千次插配。嚴格的測試顯示MEMS I/O插配接口可以耐受高達6000 G的掉落和振動，影響可以忽略不計。

　　通過削減大部分傳統(tǒng)連接器殼體之余而不犧牲性能或密度，MEMS I/O技術代表著醫(yī)療儀器設計人員和制造商的重要的模式改變。MEMS技術不僅減小了體積和PCB的昂貴空間，而且，通過使用簡單的插座式插配接口來替代永久焊接的PCB連接，MEMS技術實現(xiàn)了僅僅較大型連接器和產品設計才有的設計靈活性水平，這并不令人驚訝，在醫(yī)療設備和儀器中MEMS-enabled系統(tǒng)的使用已經呈現(xiàn)指數(shù)級增長，其快速增長趨勢將很可能延續(xù)下去。