12、无线医疗应用中的CMOS电路

无线医疗应用中的CMOS电路

1. 引言

在一些国家，医疗保健这个话题常常会引发激烈的讨论。现代医疗成本高昂，随着费用的不断上涨和人口老龄化的加剧，政府在医疗支出分配上面临艰难抉择。而新技术的出现或许能缓解这一负担。

无线技术在医疗设备中的应用是一个新兴领域。它为医疗服务带来了新的方式，不仅降低了成本，减少了患者的痛苦，还具有其他诸多优势。例如，Given Imaging公司推出的无线内窥镜，患者只需吞下胶囊状的设备，在其通过消化道的过程中，每秒可拍摄两张照片，并将照片无线传输到患者所穿的背心接收器上。相较于传统的侵入式内窥镜检查，这种方式大大减轻了患者的不适。不过，由于胶囊需8 - 12小时才能通过人体，因此胶囊内的电池必须有足够的电量支持整个检查过程，这就要求无线发射的射频电路具备超低功耗特性。

起搏器也是超低功耗应用的一个例子。植入患者体内调节心跳的起搏器，不仅要可靠，而且功耗要极低，以减少电池更换频率。一款典型的起搏器在2.5V电压下仅消耗4微安电流，单节电池可使用7年以上。无线技术还为预防性医疗带来了新途径，比如起搏器可以将患者的健康数据和设备运行信息发送到无线监测器，监测器再将数据传输到基站进行处理，必要时通知医生。当然，增加无线功能不能过多影响起搏器的电池寿命。

为了推动无线技术在植入式医疗设备中的应用，美国联邦通信委员会（FCC）设立了医疗植入通信服务（MICS）频段，使医生能够在植入设备和监测工具之间建立短距离无线连接。同时，FCC还设立了无线医疗遥测服务（WMTS）频段，用于非植入式医疗设备与监测器之间的通信。

除了超低功耗和可靠性，成本也是这些应用中的关键因素。过去十年里，将数字和射频电路完全集成在单个CMOS芯片上已