微电子在医学中的应用.pdfVIP

．应用研究． ．． ．E盔叠雷团墨捌 微电子在医学中的应用 刘英明 ” (黑龙江交通职业技术学院黑龙江齐齐哈尔161005) 摘要：微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。随着微电子技术的发展，生物医学也在快速的发展，另一方面生 物医学的发展也对微电子技术的发展起着巨大的推动作用。本文将从生物医学电子学的三个重要发展领域以及仿生系统等的 基本概念出发，结合当今必威体育精装版进展介绍生物医学和微电子技术之间的相互作用与发展。 关键词：微电子技术 生物医学 生物医学电子学 生物医学传感器 植入式电子系统 生物芯片 中图分类号：TP212．3 文献标识码：A 文章编号：1007--9416(2011)03—0077—02 生物医学电子学是由电子学．生物和医 为以下几个方面：充分利用已有的微电子和 的提取技术。生物信号都是微弱信号，而且 学等多学科交叉的--i1边缘科学，为使得生微加工技术以尢机物为材料的生物医学传 往往存在着背景噪音都很强大的情况；6)_一 物医学领域的研究方式更加精确和科学，所 感器的研究，主要是基于CMOS丁艺传感器些前沿的数字信号处理技术的应用。比如利 以将电子学用于生物医学领域。牛物体本身 的研制和设计。2)充分汲取了有机物的优点 用人工神经网络技术与线性预测技术来通 就是一个精细的复杂系统，它形成的生物信 利用有机物和无机物相结合的生物医学传 过脑电实时控制多自由度的假肢的研究，以 息处理的优异特性将会给电子学以重要的 感器，比如基于神经细胞的生物传感器，酶 及基于小波变换的语音信号处理技术应用 启示，使电子信息科学以其为一个发展研究 传感器、免疫传感器以及微牛物传感器等。 于人工耳蜗等；7)植入式电子系统的制作与 方向。在生物医学与电子学交叉作用部分中 3)多传感器的集成技术、融合与智能化技 封装技术。主要研究的是如何利用生物相容 最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技 术，这样不仅满足了对参数测量的要求，同 性优良的生物材料来对集成电路进行封装， 术就是微电子技术。 时还可以使相互有影响的参数起到互补的 这样既能保证植入到体内的系统不会对生 它主要表现在：1)实现生物医学电子设 作用，从而大大地提高r传感器的测量精 命体造成危害，也能保证其能在人体环境中 备的集成化和微型化是生物医学电子学的 度。4)纳米技术与微电子机械技术这些新的 长期稳定地工作。 一个主要发展方向，体现在神经电极、生物 前沿的微电子技术的引入，为纳米封装技术 1．3生物芯片 医学传感器、监护技术、植入式电子系统、生 与分子生物学技术的集成提供了技术支持， 生物芯片是上世纪80年代提出的，最初 物芯片等方面。微电子技术的发展实现其微 同时将牛物医学传感器从二维发展到了基 指的是分子电子器件。试图把生物活性分子 型化；2)按照目前微电子器件微型化趋势， 于立体三维的微电子机械系统的传感器。 或有机功能分子进行组装，构建一个微功能 医学器件尺寸很快就会达到分子和原子的 1．2植入式电子系统 的单元以实现信息的获取，存储、处理和传 水平，为人们更加精确地研究生物体提供了 植入式电子系统是一种埋植在人体或 输等功能，来研制仿生信息处理系统和生物 条件，3)借鉴生物医学的必威体育精装版成果，在很大 生物体内的电子设备，它用来测量牛命体内 计算机。上世纪90年代以来，其概念发生了 程度上能促进微电子技术的发展。 的生理、生化参数的变化，或用来诊断与治 变化。生物芯片指的是集成了数目巨大的生 疗一些疾病，即实现在生命体自然状态下体 命信息，可以进行各种生物反应，具有多种 1，以下将主要从生物医学传感 内直接测量和控制功能或者代替功能残缺 操作功能、可以对DNA／RNA分子、活体 器、植入式电子系统，生物芯片这三 的器官。随着高可靠性、低功率集成电路的 细胞、蛋白分子乃至人体软组织等进行快速 个方面结合当前国际上必威体育精装版进展