通過基於微電子機械係統（MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEM,MEMS）的加速傳感器和陀螺儀的設計，MEMS技術已經廣泛應用於導航和遊戲軟件領域；但是
，微型電磁式感應器技術正越來越多地應用於醫療領域。

MEMSpubianyingyongyuhuanzhezhenduanqixiezhong。zhezhongzhenduanqixieyongyujiancehuanzhexinzangdegongneng。yiwurenyuantongchangcaiyongdefangfashitongguoxindiantulaijianzhahuanzhexinzanggongnengqingkuang。zaixindiantujianzhaguochengzhong，yiwurenyuanhuijiangyitaodianjilianjiezairentishang，shiqiyupifubiaomianjiechu。tongguozhezhongfangfa，womenkeyiceliangfuzadexiangliangxindiantu（VCG）。向量心電圖是一種傳統的方法，它可以記錄患者心電P-QRS-T波的振幅和時間或者僅僅記錄R波峰值的時間。這種向量心電圖跟圖一所示的心率監測或者運動計算機中顯示的圖像一樣。

MEMS加速傳感器進行心髒檢測優勢

心電圖可以為我們提供大量相關信息，這些信息包括心髒功能障礙、心髒疾病、以及心髒功能恢複情況
、患(huan)者(zhe)的(de)軀(qu)體(ti)和(he)心(xin)理(li)壓(ya)力(li)情(qing)況(kuang)。但(dan)是(shi)，心(xin)電(dian)圖(tu)不(bu)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)檢(jian)查(zha)患(huan)者(zhe)心(xin)髒(zang)的(de)機(ji)械(xie)泵(beng)血(xue)功(gong)能(neng)或(huo)者(zhe)心(xin)髒(zang)的(de)機(ji)能(neng)。此(ci)外(wai)

，這(zhe)些(xie)電(dian)極(ji)可(ke)能(neng)會(hui)幹(gan)擾(rao)患(huan)者(zhe)的(de)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)，尤(you)其(qi)是(shi)幹(gan)擾(rao)患(huan)者(zhe)的(de)娛(yu)樂(le)活(huo)動(dong)和(he)夜(ye)間(jian)的(de)心(xin)電(dian)監(jian)測(ce)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)
，在(zai)醫(yi)療(liao)領(ling)域(yu)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)其(qi)他(ta)手(shou)段(duan)來(lai)檢(jian)查(zha)心(xin)髒(zang)的(de)功(gong)能(neng)情(qing)況(kuang)

，如(ru)心(xin)髒(zang)超(chao)聲(sheng)監(jian)護(hu)和(he)心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)掃(sao)描(miao)圖(tu)（Ballistocardiology,BCG）。機械式心衝擊掃描圖記錄著心髒的電信號，但是其信號延遲30到40微秒。

liyongxinzangchongjisaomiaotu
，womenkeyitongguojiancexiongbudedonglihejiasuqingkuangjiluxinzangdejixiehuodong。ciwai，haiyouyizhongfangfa，tongguoyaokongxinzangchongjisaomiaotu
，womenkeyijiancexinzangdebengxuejineng。yunyongyaokongxinzangchongjisaomiaotu，womenkeyibuxuyaojiangdianjihuozheqixiejiechudaohuanzhedepifubiaomian。zhezhongfangfaduiyujiancehuanzherichangshenghuoguochengzhongdexindianhuodongshiyizhonghendadeyoushi。youyuxueliutongchangchaoyigefangxiangliudong，yinciwomenkeyizhixuyaojiluzaiyigezhoudexueliufangxiangjike，lirurencongtoudaojiaodechangduzhouxiang。


心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)掃(sao)描(miao)圖(tu)可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)地(di)用(yong)於(yu)預(yu)防(fang)性(xing)醫(yi)學(xue)領(ling)域(yu)，如(ru)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)身(shen)體(ti)和(he)心(xin)理(li)壓(ya)力(li)情(qing)況(kuang)或(huo)者(zhe)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)早(zao)期(qi)冠(guan)心(xin)病(bing)。圖(tu)二(er)中(zhong)顯(xian)示(shi)的(de)波(bo)幅(fu)測(ce)量(liang)的(de)是(shi)心(xin)髒(zang)的(de)每(mei)搏(bo)輸(shu)出(chu)量(liang)：從時間上看
，我們可以推斷出心髒的功能情況、心率、以及心率的變異情況。心率的變異情況很好地記錄了該患者的恢複情況和在檢測過程中承受的壓力情況。圖二中的振幅I和IJ可以有效地應用於評估某些疾病的嚴重程度，如動脈瓣膜病、冠心病、甚至可以評估患者的壽命。

通過加速傳感器記錄心髒的衝擊信號有很大的難度，心髒活動的加速信號十分低弱，而感應器自身的噪音、環境噪音比較大，同時還可能存在醫療檢查過程中出現的機械頻率響應和振動幹擾（如測體重的電子稱和患者的病床）。zaibingchuangshangjiancexinzangchongjisaomiaotuyouqizhongyao，yinweizhezhongxinzangchongjisaomiaotukeyizaibuganraohuanzheshuimiandeqingkuangxia
，duihuanzhedeshentijiankanghegongnenghuifujinxingjiance。xinzangchongjisaomiaotubuxuyaodianjijiechu，yincibuhuiyingxianghuanzhederichanghuodong
，yebuhuiganraohuanzhedeshuimian。jiyuzhezhongdutedeyoushi，xinzangchongjisaomiaotuzaimouxielingyudezuoyongshifenxianzhu，zhexielingyubaokuojiancehuanyouyouyushentihuozhexinlijibingerchanshengshuimianzhangaidehuanzhedexinzanggongneng，yijijianceyundongyuanzuijiaxunlianxiaoguocongerbimianxunlianguodu。

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根據病人情況實際研究

在一項最新的電子產品設計研究中，日本村田製作所（Murata）的(de)電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)對(dui)住(zhu)院(yuan)病(bing)人(ren)在(zai)病(bing)床(chuang)上(shang)的(de)活(huo)動(dong)進(jin)行(xing)了(le)研(yan)究(jiu)，並(bing)將(jiang)患(huan)者(zhe)的(de)病(bing)床(chuang)活(huo)動(dong)從(cong)心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)掃(sao)描(miao)圖(tu)信(xin)號(hao)中(zhong)分(fen)離(li)出(chu)來(lai)。經(jing)過(guo)如(ru)此(ci)處(chu)理(li)後(hou)的(de)心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)掃(sao)描(miao)圖(tu)信(xin)號(hao)如(ru)圖(tu)三(san)所(suo)示(shi)。該(gai)圖(tu)顯(xian)示(shi)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)，病(bing)床(chuang)的(de)共(gong)振(zhen)對(dui)心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)掃(sao)描(miao)圖(tu)信(xin)號(hao)及(ji)其(qi)延(yan)遲(chi)有(you)一(yi)定(ding)的(de)影(ying)響(xiang)。可(ke)靠(kao)的(de)信(xin)號(hao)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)是(shi)在(zai)10-3g（cm/s2）範圍以內
，這要求具有優異分辨率的傳感器。日本村田製作所生產的SCA121T加速傳感器能滿足這個要求。SCA121T加速傳感器的噪音密度大概為14µg/√Hz。

濾波算法

caiyongxianjindelvbosuanfakeyibaxinzangchongjisaomiaotuxinhaocongbingchuanggongzhenxiaoyinghezaoshengzhongfenlichulai。guolvhoudexinzangchongjisaomiaotusuoyugudexinlvhexinzangmeiboshuchuliangrutusisuoshi。youyuxinzangbodongdaojiasudujiludezhuanhuanguochengxuyaoxiaozhengdaojueduizhi，xinzangmeiboshuchuliangzaicituyirenyidanweibiaoshi，rulifangfenmi（dm3）。tusizhongdexinzangmeiboshuchuliangdechayizhiyaobushitaidajiukeyijiaohaodeyongyupingguxinzangchongjisaomiaotujiludezhunquexingyijijiluzhongdelvbosuanfahejisuangongshidezhunquexing。


圖四中心髒每搏的時間間隔是心髒每次起搏的時間。心率的差異（HRV）可以通過這種時間間隔及心率變動均數計算得出（參看圖五）。除了把傳感器安裝在病床上測試之外

，SCA121T傳感器也可以安裝在浴室中的電子稱上進行類似的測量。心率結果如圖六所示。



微電子機械係統的矽片傳感器技術集中了各種優勢，包括體積最小
，運用刻蝕技術（幹和濕）和先進的封蓋（矽片鍵合和玻璃絕緣）、接觸（電極可焊接或線接）設計。本文前麵所提到的SCA121T傳感器使用了整個矽片作為動量，它可以承受70000克左右的高衝擊。此外
，因采用單晶矽結構，它還具有其他主要特點

，包括超範圍容量
、無wu機ji械xie遲chi滯zhi現xian象xiang，無wu塑su性xing變bian形xing。穩wen定ding的de電dian容rong檢jian測ce原yuan理li可ke以yi通tong過guo大da的de平ping行xing板ban電dian容rong結jie合he高gao電dian容rong動dong力li學xue來lai實shi現xian。因yin此ci，這zhe種zhong微wei電dian機ji械xie係xi統tong的de傳chuan感gan器qi就jiu具ju備bei優you質zhi的de信xin噪zao比bi。

當我們根據心髒衝擊掃描圖原理設計心髒監護儀時
，設計工程師需要將傳感器的噪聲密度設定為14µg/√Hz
，從而使心髒監護儀的測量分辨率優於一毫米每平方秒（1mm/S2）。噪(zao)音(yin)過(guo)濾(lv)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)因(yin)素(su)，如(ru)建(jian)築(zhu)物(wu)中(zhong)的(de)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)的(de)濾(lv)除(chu)。對(dui)於(yu)共(gong)振(zhen)，傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)具(ju)備(bei)可(ke)控(kong)的(de)頻(pin)率(lv)效(xiao)應(ying)，這(zhe)種(zhong)效(xiao)應(ying)通(tong)常(chang)通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)阻(zu)尼(ni)來(lai)實(shi)現(xian)。最(zui)後(hou)，傳(chuan)感(gan)器(qi)集(ji)成(cheng)版(ban)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)先(xian)進(jin)的(de)信(xin)號(hao)濾(lv)波(bo)算(suan)法(fa)將(jiang)真(zhen)實(shi)的(de)信(xin)號(hao)和(he)在(zai)現(xian)實(shi)的(de)檢(jian)測(ce)環(huan)境(jing)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)任(ren)何(he)雜(za)散(san)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)相(xiang)互(hu)分(fen)離(li)。如(ru)果(guo)出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)的(de)噪(zao)音(yin)幹(gan)擾(rao)

，這(zhe)種(zhong)噪(zao)音(yin)的(de)波(bo)形(xing)與(yu)心(xin)髒(zang)衝(chong)擊(ji)描(miao)計(ji)信(xin)號(hao)的(de)波(bo)形(xing)類(lei)似(si)
，如(ru)波(bo)幅(fu)、pinlvhexulie
，zheshiwomenjiuxuyaocaiyongyigeewaidejiasuchuanganqilaiceliangjiancehuanjingzhongchuxiandejiasuxianxiang，congerduixinzangchongjimiaojixinhaojinxingbuchang。cishi，pipeilianggejiasuganyingqixinhaodexiangweijiubiandeshifenzhongyao。


可以看出，MEMS加速傳感器相對於傳統的心髒功能檢測方法，能更快速
、更精確，在不影響患者的日常生活的情況下實時檢測心髒功能
，是一個很好地方法。

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