11、人体遥测新技术：创新可植入医疗设备的设计与挑战

人体遥测新技术：创新可植入医疗设备的设计与挑战

在医疗技术不断进步的今天，可植入医疗设备（IMD）为个性化医疗带来了新的可能。本文将深入探讨人体遥测领域的一些新概念，包括电压斜坡生成方法、智能远程供电平台的实现，以及安全和隐私等重要问题。

电压斜坡生成方法

电压斜坡在许多电子系统中都有重要应用，特别是在需要精确控制电压变化的场合。有一种方法是通过累加器输出一系列数字，然后由数模转换器将其转换为数字化的递增或递减斜坡。利用这种方式，仅使用 1.5×1.5 毫米的集成电路（IC）就成功生成了具有适当电压扫描速率（范围为 10 mV/s）的电压斜坡。

智能远程供电平台的实现

创新的多面板平台可用于实现高度集成且远程供电的 IMD，作为个性化医疗的新工具。近期提出了一种极小的多传感器设想，它可完全置于皮肤下的间质组织中。为确保植入物尺寸最小化，该设备不能配备电池，因此需要通过位于皮肤表面的电子贴片进行远程供电。

这个系统的核心是 IMD，它具有新颖的设计。IMD 最多可容纳五个不同的分子传感器、一个用于测量局部温度的传感器、一个用于测量局部 pH 值的传感器、一个专用 IC 以及一个三维智能天线，以适应小型设备的需求。其目标是开发出尺寸如大手术针般的 IMD，以实现微创效果。五个分子传感器可根据固定在传感电极上的探针酶测量不同的代谢物，而温度和 pH 传感器则用于校准分子传感器记录的电流及其峰值位置。

专用 IC 是所有板载传感器所需的前端电路，也是对接收的功率信号进行整流的必要电路。功率信号由工作频率低于 5 MHz 的感应链路提供。研究表明，对于毫米级的发射和接收线圈，2 GHz 频率可优化功率传输；而当仅接收线圈为毫米