《生物MEMS和非侵入式传感器-2018版》

BioMEMS & Non-Invasive Sensors: Microsystems for Life Sciences & Healthcare 2018

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为了应对全球医疗保健转型的挑战，一波传感器迎来了新的商机——移动医疗和新兴的非侵入式医疗设备。

MEMS技术正在巩固医疗保健市场的渗透率，未来五年将保持14.9%的高增长

科技公司比以往任何时候都更加关注医疗保健领域。据麦姆斯咨询报道，在过去2~3年中，谷歌（Google）、苹果（Apple）、亚马逊（Amazon）等大公司都公布了具有挑战性的医疗保健项目，例如通过智能手表测量用户血糖，持续监控糖尿病情况。此外，传感器厂商正在研发新的感测技术与平台，以满足医疗级产品的特殊需求。

生物MEMS应用领域

由于医疗设备的技术水平不断提升，应用越来越广泛，对MEMS器件的需求呈指数增长。同时，医疗市场也产生了对便携式和可穿戴设备的高要求——准确、及时且按需实现患者监测。为了满足市场需求，很多MEMS代工厂都提供专用于医疗保健应用的制造服务。

包括微流控芯片（硅基、聚合物基、玻璃基），应用于生命科学和医疗保健领域的生物MEMS市场预计将增长一倍以上：从2017年的30亿美元增长到2023年的69亿美元，复合年增长率高达14.9%。这使得生物MEMS成为当今传感器厂商的“垂涎之物”！

2017~2023年生物MEMS市场发展情况

微流控应用仍然是生物MEMS市场增长的主要驱动力，这主要归功于即时诊断和下一代测序的需求。此外，大型诊断公司对微流控技术公司的“收购竞赛”还在继续中。压力传感器用于呼吸和血液监测设备，每年的出货量达到上亿颗。尽管如此，这些成熟的传感器预计将受到新一波智能互联应用激发出活力，如睡眠呼吸暂停监测系统和吸入器等。

值得注意的是，全球医疗保健的转型驱使MEMS超声波换能器（CMUT和PMUT）和气体传感器进入新应用，从而让医疗设备产生新功能或新能力。此外，MEMS传感器的创新促使神经技术的发展，神经植入物用于治疗应用（目前处于研究水平），为神经退行性疾病患者的生活质量奠定了良好的基础。

本报告详细介绍了2017~2023年期间，各种生物MEMS和非侵入式传感器的全球市场情况及产业发展趋势。

医疗保健转型：生物MEMS的机遇

由于各种因素的影响，医疗保健正在迅速发生变化：经济、社会和技术。首先，对于卫生组织和政府，医疗成本已经上升到令人难以置信的水平。预算达到了一个关键门槛，而人口老龄化和工业化造成的慢性病正在快速增长。据世界卫生组织（WTO）称，全球有4.22亿人口患有糖尿病，15亿人口具有心血管疾病风险。

慢性病的患病人口和医疗费用

其次，人们可以通过智能手机和平板电脑轻松地访问全球医疗保健信息，并且超过20亿部智能手机可以随时与医疗保健设备（如智能手表）连接，以获取心跳、血压、血糖等生理指标。

第三，MEMS技术现在已足够成熟，能够以比传统技术更低的价格提供小型化和低功耗的医疗级传感器。

生物MEMS是高集成度电子医疗设备的关键要素，有助于为用户或患者开发新一代易于使用的产品，并降低住院率和避免不必要的医院看病。例如，集成MEMS麦克风和加速度计的哮喘监测设备可以在恰当的时候通过患者的智能手机提醒患者，要求他们服用药物以避免哮喘发作。

本报告阐述了消费类医疗保健和移动医疗的发展趋势，以及生物MEMS的应用情况。

未来会如何：下一代传感器和新兴MEMS

随着传感器的小型化，以及MEMS麦克风逐步取代驻极体麦克风（如助听器应用），新的MEMS器件正在迎接新一轮医疗设备机遇。经过多年的发展，基于电容感测原理的CMUT和基于压电感测原理的PMUT终于绽放光彩，Butterfly公司发布了第一款手持式超声波成像诊断设备。微针，作为能够在皮肤间隙层中捕获或输送微量流体的器件，也引起了业界兴趣！

本报告介绍了微创和非侵入式传感器的现状，并提供应用路线图，以突出非侵入式医疗设备的要求与挑战。大型公司在非侵入式医疗设备上投入大量研发精力，以期获得更好的患者舒适度和无痛治疗，让患者坚持治疗。例如，苹果（Apple）已经投入大量资金和人力在智能手表中开发光学无创传感器，用于连续监测佩戴者的血糖水平。

非侵入式传感器路线图

超越“可穿戴”，下一代集成传感器的医疗设备应该让用户“忘记”其存在，无感地监测人体状况。灵活性和可拉伸性是下一代传感器的待定参数。传感器可能以身体“贴纸”形式监测汗液中的某些成分。同时，电化学传感器正在利用印刷电子技术和新的生物相容性基质进行产品开发研究。

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