浅析微电子技术如何应用于医疗产业

这种研发上的进展使得生物医学工程师能够激活选定的神经元组，而不是像目前的刺激探头一样，仅激活刺激部位附近的细胞。光还可以用来抑制神经元的触发，而探头只能刺激神经元。最有意思的可能是光触发的脑细胞的工程设计，这种设计可以为使用光链路联结生物组织和硅组件的混合计算机铺平道路。

神经领域的热门技术

大脑是如何工作的?这是一个持续推动研究人员寻找答案的问题。研究人员正基于一些最新的研发成果，进一步深入地为大量复杂问题寻找解决方案。

去年，NeuroPace公司向FDA申请批准采用大脑植入来治疗癫痫病。该公司有望很快就能获准使用其RNS系统。RNS是一种利用反应性大脑的神经刺激的新兴研究器件，可以显著降低有普通癫痫病(这种病很难通过药物治共模电感器疗)的人群的发作频率。

“我认为，在接下来的十年里，各种闭环和开环大脑刺激器件会替代有创性外科手术，”Neur模压电感oPace公司首席医务官Martha Morrell表示。

这种器件是众多仍在研究阶段的神经外科植入体中的其中一种，它的作用是减轻和治疗从疼痛处理、抑郁症到帕金森症和阿尔茨海默一体电感器氏病等各种疾病。NeoStim和Trifectas Medical公司只是众多从事此领域研究的公司中的其中两家。

去年发起的CSI(中枢神经系统成像)欧洲项目致力于提高脑部疾病的诊疗水平，同时降低相关的诊疗费用。该项目有望在用于传感、计算和设备平台的最新3D医疗成像平台领域取得长足的进步。该项目的会员包括领先的欧洲电子公司、大学和科研中心。

南佛罗里达大学的研究人员正在用脑部深度刺激术来治疗原发性震颤。原发性震颤会影响手、头部和声音，比帕金森症普遍三倍。这种主要是遗传引起的神经系屏蔽电感器统疾病可能会导致无法控制的摇动，进而影响正常的日常活动。

根据这些研究人员的报告，这种技术可以使77%做过此刺激术的病人在治疗后的一年后就不再需要使用后续的药物治疗了。这种治疗采用一种类似于起搏器的植入式装置，通过电脉冲刺激大脑的目标部位，从而阻止或者修正引起震颤的不正常神经信号。FDA于1997年批准进行此类治疗。

微流体

微流体技术在植入式装置和芯片实验室技术领域正在获得稳步提升。许多芯片实验室开发都在专注于提供低成本、高精度和快速的血液诊断方法来检测癌症。事实上，这也是旨在通过血液检测癌症的Miracle(单一循环和扩散的肿瘤细胞的磁性隔离和分子生物学分析)项目的目标，该项目是去年由比利时的IMEC及其合作伙伴发起的。

在另一个开发领域中，东京大学研发出的新兴装置就是基于这种微流体技术，该装置可以模拟食物和口服药物流经人体时经历的过程。其开发人员认为，这种装置对药物筛选和化学药品风险评估等应用非常有用。

这些开发人员设计了一个三站式器官旅程，在这段旅程中，微型肠道和微型肝脏吸收化学药品，并产生代谢，然后将其传送到乳腺癌细胞——目标组织。它们将这三个器官的细胞收集到一个尺寸为7.5×2.5cm2的玻璃和塑料的微流体芯片上。样本通过一个入口进入细胞中，从而按顺序进入这三个器官腔内。结果在输出端测得(图7)。

图7：微流体技术可以模拟食物和口服药物流经人体到达目标乳腺癌细胞时经历的过程。东京大学的开发人员认为，这种装置对药物筛选和化学药品风险评估等应用非常有用。

其中一个比较有名的微流体给药装置是Debiotech与意法半导体采用Debiotech的微流体MEMS技术联合开发的Jewel胰岛素泵。(该装置正在等待FDA的批准。)这种胰岛素泵可以安装在一次性皮肤贴布上，从而连续输注胰岛素。这种装置的出现，预示着糖尿病患者的治疗效率和生活质量将得到显著提高。

智能输液泵是一种非常复杂的装置，它需要非常细心地考虑到设计的各个方面。最近FDA经过对这类输液泵进行分析后发现，在其收到的56,000份与使用输液泵相关的医疗器材报告中(五年时间内)，一半以上的问题是由于用户错误引起的，其中软件错误比较普遍。

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