醫(yī)療電子從便攜式走進(jìn)植入式時(shí)代

想象盲人能通過植入視覺芯片看到東西，殘疾人能通過植入手臂，機(jī)械腿獲得行動(dòng)能力，植入式芯片幫助患者恢復(fù)聽覺，觸覺，說話能力，植入智能芯片治療疾病，緩解疼痛。如果人體內(nèi)臟出問題了，我們可以植入相應(yīng)輔助芯片加強(qiáng)，甚至替代內(nèi)臟完成功能，也許不久的未來人們也能像鋼鐵俠一樣，通過植入核反應(yīng)堆獲得得超強(qiáng)能源，成為超能英雄，或者植入超級(jí)芯片變身百變星君。

一切的一切并不是憑空幻想，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，全世界的科學(xué)家們?cè)谥踩胧结t(yī)療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一次又一次的突破。

世界先進(jìn)植入式醫(yī)療成功案例

無(wú)圖無(wú)真相，全世界植入式醫(yī)療研究結(jié)果讓人振奮，他們一次又一次證明了植入式醫(yī)療時(shí)代即將到來。下面讓我們簡(jiǎn)要的看一下他們的研究成果。

植入仿生眼恢復(fù)視力

澳大利亞失明人士戴安-亞施沃斯植入仿生眼恢復(fù)部分視力，這標(biāo)志著科學(xué)家已經(jīng)向成功幫助視障人士重新開始獨(dú)立生活又邁進(jìn)了一大步。亞施沃斯因患遺傳性視網(wǎng)膜色素變性視力嚴(yán)重受損，5月她在皇家維多利亞眼耳醫(yī)院植入一個(gè)仿生眼原型。

這款仿生眼擁有24個(gè)電極，通過一根從眼睛后面延伸出來的小線，與耳朵后面附著的感受器連接在一起。它被植入眼睛視網(wǎng)膜附近的脈絡(luò)膜空間里。參與植入這個(gè)仿生眼的外科專家彭妮-艾倫博士說：“該裝置用電刺激視網(wǎng)膜。電脈沖經(jīng)過這個(gè)裝置，刺激視網(wǎng)膜。然后這些脈沖傳回大腦，生成圖像。”該裝置能讓患者恢復(fù)輕度視力，區(qū)分光和黑色物體的明暗對(duì)比及邊緣。研究人員希望進(jìn)一步完善這個(gè)裝置，以便失明患者能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立生活。

意念控制植入式醫(yī)療機(jī)器人手臂

2012年瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出世界第一個(gè)使用意念控制的植入式醫(yī)療機(jī)器人手臂。

該手臂采用“骨整合”技術(shù)，將鈦合金的假肢植入患者骨架的同時(shí)，假體直接連接到病患的肌肉神經(jīng)以獲得永久的生物電極，這種方式與之前典型的假肢控制方式相比的優(yōu)勢(shì)在于，這提供了一個(gè)更加穩(wěn)定的生物脈沖信號(hào)?；颊吣X電波意念腦電波脈沖被被捕獲后，首先被轉(zhuǎn)移到神經(jīng)系統(tǒng)的接口，最后，通過復(fù)雜的算法將脈沖解碼于人工手臂，以幫助患者很好地控制動(dòng)作。

這些讓人振奮的突破，讓植入式醫(yī)療成為醫(yī)療研發(fā)新寵，植入式醫(yī)療電子設(shè)備在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的如火如荼。

醫(yī)療電子設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

近年來，新一代植入性醫(yī)療電子設(shè)備逐漸取代傳統(tǒng)便攜式醫(yī)療器械成為全球醫(yī)療研發(fā)熱點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)便攜式醫(yī)療電子設(shè)備，植入式醫(yī)療在外型或使用上更為靈巧，方便，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)健康狀況，甚至能預(yù)知疾病。

傳統(tǒng)的便攜式醫(yī)療電子設(shè)備主要分為家用便攜醫(yī)療電子設(shè)備和醫(yī)用便攜醫(yī)療電子設(shè)備，前者包括電子血壓計(jì)、電子血糖儀、電子助聽器等;后者包括便攜式心電圖儀、便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、便攜式超聲波檢測(cè)儀等。

而現(xiàn)在，植入式醫(yī)療，只需將芯片植入體內(nèi)，無(wú)論是監(jiān)測(cè)各種健康數(shù)據(jù)，還是修復(fù)人體機(jī)能，植入式芯片更為方便，快捷，準(zhǔn)確性更高，而且可節(jié)約成本。

植入式醫(yī)療電子設(shè)備的高速發(fā)展，離不開是電子技術(shù)的發(fā)展。比如無(wú)線充電，生物充電技術(shù)讓植入式醫(yī)療電子設(shè)備比如心臟起搏器有了本質(zhì)性的變化，大大延長(zhǎng)了病人更換起搏器的時(shí)間。

隨著醫(yī)療電子設(shè)備尺寸的逐步縮小，電子技術(shù)也發(fā)生了一系列變化。一是傳感器、MEMS、光學(xué)等基礎(chǔ)元件體積在不斷縮小，可靠性也在不斷地提高;二是高性能、低功耗的集成電路發(fā)展，未來在醫(yī)療電子設(shè)備中將應(yīng)用高速度、大容量的芯片，器件數(shù)量將大大降低;三是軟件技術(shù)的發(fā)展，過去有很多醫(yī)療儀器體積比較大，是因?yàn)楹芏喙δ芏际峭ㄟ^硬件來實(shí)現(xiàn)的，伴隨著嵌入式單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等軟件技術(shù)的發(fā)展，過去需要通過硬件實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，這些軟件的發(fā)展也為醫(yī)療電子設(shè)備小型化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

理想是美好的，現(xiàn)實(shí)卻是骨感的。植入式醫(yī)療的普及依然還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段路要走。

植入式醫(yī)療仍面臨一些問題

植入式醫(yī)療技術(shù)正以日新月異的速度向前發(fā)展，但是如何讓植入式醫(yī)療器械更加安全，穩(wěn)定的造?；颊呷匀焕щy重重。盡管所有醫(yī)療器械設(shè)計(jì)都面臨挑戰(zhàn)，但植入式器械項(xiàng)目和產(chǎn)品的復(fù)雜程度更是非同一般?，F(xiàn)在還有一些亟待解決的問題存在：

一、外型和尺寸

外形和尺寸是設(shè)計(jì)植入物的重要因素。由于植入物對(duì)人體來說是異源物體，其外形和整體尺寸受其所處解剖部位的嚴(yán)格限制。

二、能耗

電池壽命以及植入物壽命成為移植介入發(fā)展的重要障礙。植入系統(tǒng)設(shè)計(jì)必需根據(jù)不同的電池技術(shù)，采取不同的替換和/或升級(jí)策略。一些給藥型植入物每隔3年就需更換電池。能量采集技術(shù)目前正處于初級(jí)階段，但預(yù)計(jì)未來十年，植入物將通過內(nèi)部組件或身體的運(yùn)動(dòng)發(fā)電，對(duì)植入電池進(jìn)行充電，從而延長(zhǎng)器械的使用壽命。

三、生物相容性、降解和生物污損

醫(yī)用植入物的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考慮整個(gè)植入物的生物相容性，包括不會(huì)接觸患者的內(nèi)部組件(例如電路基板、電池和天線)。所有組件，即便是密封在外殼內(nèi)組件，都必須為植入級(jí)，以應(yīng)對(duì)意外情況。評(píng)估上述情況是植入物設(shè)計(jì)人員必須考慮的重要問題，設(shè)計(jì)人員通常依賴供應(yīng)商提供有關(guān)植入產(chǎn)品安全性能的信息。

雖然有阻礙，但他不能冷卻科學(xué)家們研發(fā)的熱心，不能阻礙醫(yī)療電子發(fā)展的整體趨勢(shì)，不能阻礙人們對(duì)未來美好的幻想!~

暢想植入式醫(yī)療的未來

想象力是人類發(fā)展、進(jìn)步的源泉，敢于打破傳統(tǒng)傳統(tǒng)思維的束縛，醫(yī)療技術(shù)才能無(wú)休止符的前進(jìn)。那讓我們也來暢想一下未來植入式醫(yī)療的應(yīng)用吧。

也許在不遠(yuǎn)的未來，我們都將成為半機(jī)器人，植入醫(yī)療芯片監(jiān)測(cè)健康數(shù)據(jù)，讓我們不再生病，甚至死亡;植入芯片讓人們獲得更強(qiáng)能力，或許在士兵體內(nèi)植入芯片，變身超級(jí)士兵，植入智能芯片，讓我們能控制所有智能設(shè)備，在未來的世界中或許并不存在電腦，手機(jī)，因?yàn)槲覀儽旧硪呀?jīng)成為超級(jí)計(jì)算設(shè)備。