Draper正在開發(fā)一種MEMS電場傳感器

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，每年有數(shù)百萬美國人通過心電圖檢查并診斷心臟疾病。這種醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)手段作為醫(yī)生門診和手術(shù)室的診斷標(biāo)準(zhǔn)，已存在幾十年了，但近期一項(xiàng)新的MEMS傳感技術(shù)可能重新定義心電圖，使之能夠直接測量心臟的三維（3D）生物電場。

Draper正在開發(fā)一種MEMS電場傳感器，有望重新定義心電圖，因?yàn)樗捎脽o線感知技術(shù)，易于管理且可在服裝中實(shí)現(xiàn)可穿戴應(yīng)用（圖片來源：Draper）

Draper醫(yī)療技術(shù)和分析部門的主管Jesse Wheeler說：“傳統(tǒng)的心電圖（ECG）系統(tǒng)可能會(huì)丟失重要的診斷信息，因?yàn)樗鼈儨y量的是一維（1D）電壓信號(hào)，這些信號(hào)只是人體三維電場的一個(gè)方向上“投影”。Draper新開發(fā)的MEMS電場傳感器旨在直接測量隱藏在人體的、由心臟產(chǎn)生的3D電場?！?br />

Draper新型電場傳感器非常小，可以嵌入到日常用品中，如衣服、智能手表、頭盔和座椅等（圖片來源：Draper）

Wheeler表示，這款新型MEMS電場傳感器還實(shí)現(xiàn)了另一項(xiàng)突破。與傳統(tǒng)心電圖系統(tǒng)不同，它不使用電極或引線，可以在不接觸人體的情況下測量三維生物電場。Wheeler將這種傳感器描述為“一種毫米級(jí)、非接觸式、無電極及引線的電場傳感器?！?/p>

與傳統(tǒng)心電圖不同，Draper電場傳感器沒有引線或電極，旨在直接測量隱藏在人體的、由心臟產(chǎn)生的3D電場（圖片來源：Draper）

與傳統(tǒng)的心電圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，Draper開發(fā)了一種創(chuàng)新的MEMS電場傳感器。Draper的物理學(xué)家James Bickford解釋說，該傳感器內(nèi)部有一個(gè)叫電偶極子的微小裝置。與羅盤的磁偶極子旋轉(zhuǎn)指向磁場方向類似，3D電場傳感器通過測量電偶極子的旋轉(zhuǎn)來探測電場的大小和方向，從而得到心臟生物電場的3D圖像，這是對傳統(tǒng)心電圖系統(tǒng)一維電壓測量的重大改進(jìn)。

Bickford說：“臺(tái)式設(shè)計(jì)原型的測試結(jié)果非常鼓舞人心，我們相信，我們在單次設(shè)計(jì)迭代中就可以通過實(shí)現(xiàn)目標(biāo)噪聲性能從而達(dá)到高保真心臟場測量?！?br />
Wheeler解釋說：“Draper的MEMS電場傳感器帶來了超越最先進(jìn)技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵進(jìn)步。一方面，3D電場測量可以提供有關(guān)疾病的增強(qiáng)診斷信息。此外，無電極和引線的非接觸傳感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)員、急救人員、士兵和創(chuàng)傷患者的高分辨率移動(dòng)監(jiān)測。該傳感器可以嵌入到日常用品中，比如衣服、智能手表、頭盔和座椅等?！?br />
接下來，Draper將繼續(xù)改進(jìn)電場傳感器的靈敏度和噪音性能，以供人類使用，并將其包裝以實(shí)現(xiàn)低成本、大批量生產(chǎn)。在未來的應(yīng)用中，該類傳感器可能不僅僅用于監(jiān)測心臟信號(hào)。Draper還對使用傳感器監(jiān)測其它生物信號(hào)（包括神經(jīng)和肌肉活動(dòng)等）感興趣。

Draper正與工業(yè)界和政府部門合作以尋求該MEMS電場傳感器的商業(yè)化方式，這是它將新技術(shù)推向更廣闊市場的常用途徑。

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